ES2953288T3 - Protección frente a la corrección para boquillas de pistolas de plasma y método de protección de las boquillas de las pistolas - Google Patents

Protección frente a la corrección para boquillas de pistolas de plasma y método de protección de las boquillas de las pistolas Download PDF

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Abstract

Boquilla para pistola pulverizadora térmica, pistola pulverizadora térmica y método para formar boquilla. La boquilla incluye un cuerpo de boquilla que tiene un orificio central y una superficie exterior estructurada para su inserción en una pistola de pulverización térmica y un revestimiento de superficie enfriable con agua aplicado sobre al menos una parte de la superficie exterior. El revestimiento de superficie enfriable por agua está estructurado para proteger la superficie exterior de una interacción química con el agua de refrigeración guiada a través de la pistola de pulverización térmica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Protección frente a la corrección para boquillas de pistolas de plasma y método de protección de las boquillas de las pistolas
ANTECEDENTES DE LAS REALIZACIONES
Las pistolas de plasma se utilizan en diversas aplicaciones, desde la pulverización térmica hasta generadores de plasma, por ejemplo, para incinerar materiales peligrosos. Las boquillas de pistolas de plasma (ánodos) convencionales utilizadas en aplicaciones de pulverización térmica tienen una vida limitada. En uso, el voltaje del plasma se mantiene en un rango predefinido para un funcionamiento adecuado. Sin embargo, a medida que se genera el arco de plasma por la pistola de plasma, el orificio interior de la boquilla se expone a temperaturas extremadamente altas (> 12,000°K). Para evitar fundir la pared de la boquilla, se hace circular agua refrigerante a través de la pistola de plasma hasta el ánodo y el cátodo.
Durante el funcionamiento de pistola de plasma, el agua refrigerante circulante experimentará una a lo largo de la superficie de la boquilla, lo que provoca la formación de burbujas en el agua/superficie interior de la boquilla. A pesar del agua refrigerante circulante, se producen regiones calientes en la boquilla. La Figura 1 ilustra una boquilla convencional con una región caliente, obtenida a partir de un modelo por ordenador, en el exterior de la boquilla. A menudo, el agua de refrigeración incluye impurezas, por lo cual la combinación de la microebullición y las impurezas en el agua conducen al ataque corrosivo del cobre. Además, incluso el agua destilada y desionizada de alta pureza al final provocará corrosión con el tiempo. A medida que se corroe el cobre, cambia el coeficiente de transferencia de calor térmico del cobre, lo que altera el estado térmico de la boquilla de plasma y, por lo tanto, altera el arco de plasma. A este respecto, las pruebas han demostrado que este cambio en el estado térmico conduce a la desestabilización del voltaje del arco de plasma y esta inestabilidad promueve la degradación del voltaje del arco. Esta inestabilidad también da como resultado cambios del estado de energía por unidad de tiempo, lo que puede alterar el proceso a nivel instantáneo, ya sea por pulverización térmica o por procesamiento químico.
Al final de su vida útil, pueden encontrarse corrosión en las superficies exteriores de una boquilla de cobre. A medida que se corroe el cobre, cambia el coeficiente de transferencia de calor térmico del cobre, lo que altera el estado térmico de la boquilla de plasma y, por lo tanto, altera el arco de plasma. En las pruebas, el inventor ha descubierto que este cambio en el estado térmico conduce a la desestabilización del voltaje del arco de plasma y esta inestabilidad promueve la degradación del voltaje del arco. También se ha descubierto que esta inestabilidad da como resultado cambios del estado de energía por unidad de tiempo, lo que puede alterar el proceso en el nivel instantáneo, ya sea pulverización térmica o procesamiento químico. Las boquillas para pistolas de pulverización térmica con un cuerpo de boquilla que tienen un orificio interior central y una superficie exterior estructurada para su inserción en una pistola de pulverización térmica ya se describen en la Patente WO 2014/120358 A1. Los recubrimientos preventivos de la corrosión para medios de suministro de gas de plasma ya se describen en la Patente US 2002/134766 A1 y un soplete de soldadura por arco de plasma que comprende una boquilla que tiene un recubrimiento en una superficie exterior ya se conoce de la Patente JP H0919771 A.
SUMARIO DE LAS REALIZACIONES
Lo que se necesita es una boquilla diseñada o construida para reducir o eliminar la corrosión de la boquilla de cobre en las superficies de contacto con el agua para promover la estabilidad del voltaje del arco y aumentar la vida útil del equipo.
Las realizaciones de la invención se dirigen a una boquilla para una pistola de pulverización térmica según la reivindicación 1 independiente.
Según las realizaciones, el cuerpo de la boquilla puede ser de cobre. La boquilla también puede incluir un revestimiento dispuesto en al menos una parte de una superficie interior del orificio interior central. Además, el recubrimiento superficial refrigerable por agua puede incluir níquel, cromo, cadmio, vanadio, platino, oro, plata, tungsteno, o molibdeno.
Según otras realizaciones, el recubrimiento superficial refrigerable por agua puede evitar la corrosión debido a la microebullición del agua de refrigeración en la superficie refrigerable por agua.
Según la invención, el recubrimiento superficial refrigerable por agua tiene un grosor de recubrimiento de entre aproximadamente 2,54 μm (0,0001") y aproximadamente 25,4 μm (0,001"). En otras realizaciones, el recubrimiento superficial refrigerable por agua puede tener un grosor de recubrimiento de entre aproximadamente 12,7 μm (0,0005") y aproximadamente 25,4 μm (0,001").
En otras realizaciones más, el recubrimiento superficial refrigerable por agua puede tener un grosor de recubrimiento para evitar limitar el flujo de calor desde el cuerpo de la boquilla al agua de refrigeración.
Además, el recubrimiento superficial refrigerable por agua puede formarse a partir de un material aplicable por uno de deposición de baño químico, deposición de vapor químico, deposición física de vapor, deposición física de vapor por pulverización de plasma, deposición física de vapor por descarga de electrones o cualquiera de sus variantes o híbridos.
Según otras realizaciones, la al menos una porción de la superficie exterior puede incluir una superficie en la que se espera que una temperatura superficial de la superficie refrigerada por agua se aproxime o exceda una temperatura de ebullición local del agua de refrigeración.
En otras realizaciones, la al menos una porción de la superficie exterior puede incluir la totalidad de la superficie exterior contactable por el agua de refrigeración.
Las realizaciones de la invención se dirigen a una pistola de pulverización térmica según la reivindicación 9 independiente.
Según las realizaciones, el cuerpo de la boquilla puede incluir cobre. En otras realizaciones, la boquilla puede incluir además un revestimiento dispuesto en al menos una parte de una superficie interior del orificio interior central. Además, el recubrimiento superficial refrigerable por agua puede incluir níquel, cromo, cadmio, vanadio, platino, oro, plata, tungsteno, o molibdeno.
Según algunas realizaciones, el recubrimiento puede estar formado por un material para prevenir la corrosión debido a la microebullición del agua de refrigeración en al menos partes de la superficie exterior.
El recubrimiento tiene un grosor de entre aproximadamente 2,54 μm (0,0001") y aproximadamente 25,4 μm (0,001"). En otras realizaciones, el recubrimiento puede tener un grosor de entre aproximadamente 12,7 μm (0,0005") y aproximadamente 25,4 μm (0,001").
Algunas realizaciones de la invención están dirigidas a un método de formación de una boquilla para una pistola de pulverización térmica que incluye el recubrimiento de al menos porciones de una superficie exterior de un cuerpo de boquilla con al menos uno de níquel, cromo, cadmio, vanadio, platino, oro, plata, tungsteno o molibdeno.
Según otras realizaciones más, el recubrimiento puede ser aplicado por uno de deposición de baño químico, deposición de vapor químico, deposición física de vapor, deposición física de vapor por pulverización de plasma, deposición física de vapor por descarga de electrones o cualquiera de sus variantes o híbridos.
Otras realizaciones ejemplares y ventajas de la presente invención pueden determinarse revisando la presente divulgación y los dibujos adjuntos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La presente invención se describe adicionalmente en la siguiente descripción detallada, en referencia a la pluralidad indicada de dibujos a modo de ejemplos no limitantes de realizaciones ejemplares de la presente invención, en las que números de referencia similares representan partes similares a lo largo de las varias vistas de los dibujos, y en los que:
La Figura 1 ilustra una pistola de pulverización térmica convencional;
La Figura 2 ilustra una boquilla para la pistola de pulverización térmica representada en la Figura 1 con un patrón de ebullición;
La Figura 3 muestra una boquilla con un patrón de ebullición correspondiente al modelo por ordenador de la Figura 2; y
La Figura 4 ilustra gráficamente un modelo por ordenador de la boquilla de la pistola de pulverización térmica mostrada en la Figura 1, a la que corresponden los patrones de ebullición de las Figuras 2 y 3.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES
La Figura 1 ilustra un cuerpo de pistola frontal 1 de una pistola de pulverización de plasma convencional que incluye una boquilla de plasma 2 convencional, un cátodo 3 y un sistema de refrigeración de agua 4. La pistola de pulverización de plasma convencional puede ser, por ejemplo, una pistola de plasma F4MB-XI o 9MB fabricada por Oerlikon Metco (EE.UU.) Inc. de Westbury, Nueva York, una pistola de plasma SG100 fabricada por Progressive Technologies o cualquier pistola de plasma convencional típica ejemplificada por tener un solo cátodo y un ánodo/canal de arco de plasma sin cascada. La boquilla de plasma 2 puede estar hecha de un material con características de alta transferencia de calor, por ejemplo, solo de cobre o una boquilla de cobre puede incluir un revestimiento, por ejemplo un revestimiento de tungsteno, un revestimiento de molibdeno, un revestimiento de aleación de alto contenido de tungsteno, un revestimiento de plata o un revestimiento de iridio, para mejorar el rendimiento. Se forma plasma en la boquilla de plasma 2 haciendo pasar una corriente a través de un gas, normalmente, por ejemplo, Ar, N2, Hc o H2 y mezclas de los mismos, creando un arco de plasma 7. Para crear la corriente, el cátodo 3 se conecta al lado negativo de una fuente de energía cc (corriente continua) (no mostrada) y la boquilla 2, que actúa como ánodo, se conecta al lado positivo de la fuente de energía cc. La boquilla de plasma 2 incluye un orificio interior cónico 5 en el que se acomoda el cátodo 3 y un orificio interior cilíndrico 6 en el que se une preferiblemente el arco de plasma 7.
En la operación inicial, el arco de plasma 7 puede recorrer cierta distancia por un orificio interior cilíndrico 6 antes de unirse a la pared de la boquilla, que produces el voltaje de plasma más alto. A modo de ejemplo no limitante, el punto de unión inicial para el arco de plasma 7 puede estar entre el primer tercio y la mitad de un orificio interior cilíndrico 6 aguas abajo del orificio interior cónico 5, y el voltaje del plasma en la pared es preferiblemente mayor de 70 V en los parámetros de funcionamiento predeterminados. Otros parámetros darán como resultado diferentes voltajes dependiendo de los gases, la geometría del equipo, la corriente, etc. A medida que la pared de la boquilla 2 se desgasta y se deteriora, el arco de plasma 7 se ve atraído más hacia arriba hasta que el arco de plasma 7 acaba uniéndose a la pared del orificio interior cónico 5, momento en el que la caída de voltaje es lo suficientemente grande como para requerir que se reemplace la boquilla 2. La pared dentro del orificio interior cónico 5 es un área indeseada de unión del arco de plasma, donde el voltaje del plasma es menos de 70 V en un parámetro de funcionamiento dado. De nuevo, otros parámetros darán como resultado voltajes diferentes dependiendo de los gases, la geometría del equipo, la corriente, etc.
Para enfriar la boquilla, que se extiende radialmente desde una superficie periférica exterior de la boquilla 2 hay una pluralidad de aletas 12. Las aletas 12 también se extienden en una dirección longitudinal de la boquilla 2 para rodear un punto en el que se reúnen el orificio interior cónico 5 y un orificio interior cilíndrico 6, así como porciones del orificio interior cónico 5, por ejemplo, para rodear aproximadamente la mitad de la longitud del orificio interior cónico 5, y la porción cilíndrica 6, por ejemplo, para rodear la región de unión del arco. Cuando proporciona un revestimiento de tungsteno, las aletas 12 pueden disponerse para que se extiendan, por ejemplo, desde el comienzo del revestimiento que forma una porción de la pared en el orificio interior cónico 5 hasta un extremo de una región de unión de arco predeterminada que rodea a un orificio interior cilíndrico 6.
En funcionamiento, pueden producirse temperaturas extremadamente altas dentro del orificio interior 6 de la boquilla 2, por ejemplo, mayores a 12.000°K, que pueden dar como resultado temperaturas máximas promedio de la pared extremadamente altas, por ejemplo, 700 - 800°K en el orificio interior de la boquilla 6. Para evitar que las temperaturas extremas fundan la boquilla 2, se dispone el sistema de refrigeración de agua 4 para enfriar el exterior de la boquilla 2 con agua circulante. El sistema de refrigeración de agua 4 incluye un camino de enfriamiento de agua 8 que entra desde la parte trasera del cuerpo de la pistola, es dirigida alrededor del perímetro exterior de la boquilla 2 y a través de las aletas de refrigeración 12 antes de salir. En la realización ilustrada, el sistema de refrigeración de agua 4 tiene al menos un puerto de entrada de agua 9 para suministrar agua de refrigeración desde un punto de suministro a la periferia exterior de la boquilla 2 y tiene al menos un puerto de salida de agua 10 a través del cual sale el agua que refrigera la periferia exterior de la boquilla 2 y es devuelta al punto de suministro. El puerto de entrada de agua 9 suministra agua de refrigeración para que entre en contacto con una superficie periférica exterior 11 de la boquilla 2 que rodea una parte del orificio interior cónico 5. Después, el agua de refrigeración es guiada a través de las aletas 12 para que entre en contacto y refrigere la periferia en la que están situadas las aletas 12 y después en un área para que entre en contacto y refrigere la superficie periférica 13 que rodea una parte de un orificio interior cilíndrico 6. También se entiende que el agua refrigerante circulante puede ser guiada a través del camino de enfriamiento de agua 8 en una dirección opuesta, o pueden emplearse otras maneras adecuadas de transportar el agua de refrigeración a las superficies de la boquilla 2 que debe refrigerarse.
Durante el funcionamiento de la pistola de pulverización térmica, el agua refrigerante circulante en el sistema de refrigeración de agua 4 está a presión. En consecuencia, puede producirse un fenómeno conocido como microebullición a lo largo de una superficie de la boquilla 2 en forma de pequeñas burbujas de vapor que empiezan a formarse en la superficie periférica exterior de la boquilla 2 que está en contacto con el agua de refrigeración, por ejemplo, la superficie periférica exterior 11, la superficie periférica exterior entre las aletas 12 y la superficie periférica exterior 16 que rodea parte de un orificio interior cilíndrico 6. La Figura 2 representa un patrón de ebullición 14 en la superficie periférica exterior 16 de la boquilla 2 debido a la microebullición y la Figura 3 muestra una boquilla 2' real con un patrón de ebullición real 14' en la superficie periférica exterior 16' debido a la microebullición, que se corresponde generalmente al mostrado en la Figura 2. La Figura 4 ilustra un patrón de ebullición modelado por ordenador 14" situado en una superficie periférica exterior de una boquilla modelada 2" debido a la microebullición a aproximadamente 400 K. Los patrones de ebullición 14, 14' a 400K debidos a la microebullición de las Figuras 2 y 3 se corresponde al patrón de ebullición 14" en la boquilla modelada 2" representada en la Figura 4. Además, se ha descubierto que la microebullición del agua de refrigeración sobre la superficie de la boquilla 2, 2' en la región del patrón de ebullición 14, 14' en combinación con impurezas en el agua de refrigeración puede conducir a un ataque corrosivo del material expuesto de la boquilla, por ejemplo, el cobre, en la región del patrón de ebullición 14, 14'. Esto se debe a que el vapor resultante de la microebullición es altamente reactivo, por lo que cualquiera de los contaminantes en el agua de refrigeración atacará al material de cobre de la boquilla. También se ha descubierto que, incluso si el agua de refrigeración es un agua de refrigeración destilada y desionizada de alta pureza, acabará produciéndose la corrosión sobre la superficie refrigerada por agua de la boquilla 2, 2' debido a que no pueden ser eliminados todos los contaminantes del agua y la propia agua ultrapura atará naturalmente directamente al cobre.
A medida que se corroe la superficie del material refrigerada por agua, por ejemplo, el cobre, en la región del patrón de ebullición 14, 14', cambia el coeficiente de transferencia de calor térmico de los materiales, alterando de este modo el estado térmico de la boquilla 2, 2'. En consecuencia, el arco de plasma se verá alterado del mismo modo debido a esta corrosión. Más en particular, las pruebas han demostrado que el estado térmico alterado de la boquilla 2, 2' puede conducir a la desestabilización del voltaje del arco de plasma y esta inestabilidad puede promover la degradación del voltaje del arco. Esta inestabilidad también puede dar como resultado cambios del estado de energía por unidad de tiempo que, por tanto, pueden alterar el proceso a nivel instantáneo, ya sea por pulverización térmica o por procesamiento químico.
Aunque el cobre es un material preferido en la construcción de boquillas de pistolas de plasma gracias a su alta conductividad térmica y a su alta conductividad eléctrica, se ha probado materiales alternativos para construir toda la boquilla 2 con resultados diversos, es decir, desde un rendimiento adecuado hasta fallos en una fusión completa de la boquilla. El mejor material alternativo encontrado es el tungsteno, pero incluso este material es únicamente lo más adecuado como revestimiento del orificio interior de un orificio interior de boquilla de plasma de cobre. Otros materiales con altas temperaturas de fusión, tales como la aleación de tungsteno o el molibdeno, como se describe en la Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos N.° 2013/0076631, también son más adecuados como revestimiento en lugar de para toda la boquilla. Además, la utilización de materiales de revestimiento distintos del cobre funciona de la mejora manera cuando el revestimiento conforma una capa fina, según la Publicación de Solicitud de Patente de Estados Unidos N.° 2013/0076610.
En algunas realizaciones, las superficies de la boquilla 2 y, preferiblemente, todas las superficies de la boquilla 2 que van a ser expuestas al agua de refrigeración, están galvanizadas para proteger al material de cobre de la interacción química con el agua de refrigeración. Puede ser particularmente ventajoso galvanizar las superficies de la boquilla 2 cuando una temperatura superficial de la superficie refrigerada por agua se acerca o excede una temperatura de ebullición local del agua de refrigeración. Por supuesto, también es ventajoso galvanizar otras superficies exteriores de la boquilla 2. Sin embargo, preferiblemente el orificio interior de la boquilla 2 donde reside el arco de plasma no debe estar galvanizado, puesto que las temperaturas generadas dentro de este orificio interior fundirían el material de galvanizado y, en consecuencia, el material de galvanizado fundido sería expulsado desde la boquilla.
A modo de ejemplo no limitante, el galvanizado puede aplicarse a la boquilla 2 mediante, por ejemplo, deposición de baño químico (electrólisis), deposición de vapor químico (CVD), deposición física de vapor (PVD), deposición física de vapor por pulverización de plasma (PSPVD), deposición física de vapor por descarga de electrones (EDPVD) o cualquier variante o híbrido de CVD, PVD, PSPVD o EDPVD. En particular, debido a que es el método más fácil, más común y menos costoso, la deposición de baño químico o electrólisis es el método de galvanizado preferido. Por supuesto, es viable cualquier método que pueda aplicar una capa lo suficientemente fina de un material puro o aleación metálica resistente a la corrosión.
El material de galvanizado para proporcionar la protección frente a la corrosión deseada puede ser preferiblemente un metal puro, por ejemplo, níquel, cromo, cadmio, vanadio, platino, oro, plata, tungsteno y molibdeno. Debido a su bajo coste, facilidad de aplicación y disponibilidad común, el níquel es el material de galvanizado preferido. Además, las aleaciones de metales que son resistentes a la corrosión también pueden ser consideradas como material de galvanizado. Sin embargo, puesto que las aleaciones metálicas tienen una conductividad térmica considerablemente menor que los metales puros mencionados anteriormente, debe entenderse que un grosor de galvanizado para una capa protectora formada por tales aleaciones metálicas debe ser lo suficientemente delgado para evitar limitar el flujo de calor. Además, los recubrimientos cerámicos inertes generalmente no se consideran soluciones viables como material de galvanizado, debido a que la resistencia térmica asociada típicamente con estos materiales cerámicos es esencialmente la misma que la de los subproductos del cobre corrαdo.
Según las realizaciones, la galvanización solo necesita ser lo suficientemente gruesa para proporcionar la protección de la superficie refrigerada por agua frente a ataques corrosivos durante una cantidad de tiempo razonable. A modo de ejemplo no limitante, un grosor de galvanización de al menos 0,0001" (2,54 μm) de níquel es aceptable para proteger el material de la boquilla, pero pude preferirse un grosor de galvanización en cierto modo más grueso. A este respecto, siempre que la galvanización no interfiera con la tolerancia y encaje de la boquilla dentro de la pistola de pulverización térmica, puede aplicarse un grosor de galvanización más grueso en la boquilla. Por supuesto, debido a que el material de galvanización tiene una conductividad térmica menor que el cobre de la boquilla, según aumente el grosor de galvanización, disminuirán las propiedades de transferencia de calor de la boquilla galvanizada, lo que puede dar como resultado un daño térmico para el orificio interior de la boquilla. Por lo tanto, a modo de un ejemplo no limitante adicional, puede ser preferible un grosor de galvanización de aproximadamente 0,001" (25,4 μm) de níquel, puede ser lo más preferido un grosor de recubrimiento de aproximadamente 0,0005" (12,7 μm) de níquel. Además, debido a que los otros metales puros indicados tienen una conductividad térmica menor que el níquel, los grosores de galvanización para estos otros materiales puros serían preferiblemente más delgado que los grosores de galvanización de níquel indicados.
Según algunas realizaciones, se fabricó un artículo de prueba tomando una boquilla de pistola de plasma de pulverización térmica, por ejemplo, una boquilla correspondiente en su construcción a la boquilla 2, y galvanizando a aproximadamente un grosor de capa de níquel de 25,4 μm (0,001") utilizando electrólisis. En particular, la galvanización de níquel se aplica únicamente a la superficie exterior, puesto que se ha descubierto que la galvanización o recubrimiento del interior del orificio interior de la boquilla es perjudicial para el rendimiento de la boquilla. La boquilla galvanizada se montó en una pistola de plasma F4 fabricada por Oerlikon Metco (EE.UU.) Inc., Westbury, NY y se hizo funcionar un total de 30 horas, es decir, hasta que se alcanzó el final de la vida útil del equipo basándonos en una caída de 3 voltios. El sistema utilizado contenía una calidad de agua típica para el funcionamiento de pistolas de plasma. Una inspección de la boquilla galvanizada al final de la vida útil del equipo encontró solo algunos efectos menores debidos a la formación de precipitados químicos en las áreas de microebullición, que cuando se limpiaron revelaron la superficie original recubierta de níquel brillante y sin alterar.
Se probó una segunda boquilla con idéntica galvanización durante 30 horas con resultados similares. En esta prueba, el agua se reemplazó por agua limpia, destilada y desionizada con una conductividad de menos de 1 micro siemens (j S). En este caso, se observó una capa muy delgada de cobre en los canales de agua de la boquilla sin ninguna acumulación de precipitado de la microebullición. Se asumió que el cobre era el resultado de que el agua eliminaba los iones de cobre de otras superficies de cobre dentro de la pistola y los depositaba sobre el níquel. La adición de esta delgada capa de cobre no afectaría al flujo de calor, ya que es demasiado delgada, incluso si se oxidara, para bloquear la transferencia de calor al agua a un nivel significativo.
Además, una inspección de una boquilla estándar (sin galvanizar), que se operó durante 30 horas en las mismas condiciones de funcionamiento que las dos boquillas galvanizadas probadas, encuentra oscurecimiento del cobre en áreas donde la boquilla está sujeta a las temperaturas más altas en la zona de contacto con el agua. En estas regiones, el cobre reacciona con oxígeno disuelto en el agua para formar óxido de cobre, que inhibe el flujo de calor desde la boquilla al agua. Por el contrario, la inspección visual de la boquilla galvanizada probada revela poca decoloración, y se determinó que la decoloración que se encontró se debió a una pequeña acumulación de precipitado debido a la impureza del agua en la región de microebullición y no a la corrosión.
Además, en funcionamiento, las boquillas galvanizadas exhibieron una mejor estabilidad de voltaje durante todo el tiempo de la prueba en comparación con la boquilla estándar, es decir, sin galvanizar, mientras que también podían resistir una caída eventual en el voltaje promedio. Por lo tanto, la galvanización de la boquilla da como resultado una boquilla que durará más y proporcionará un rendimiento más estable del arco de plasma durante la vida útil de la boquilla.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una boquilla para una pistola de pulverización térmica que comprende:
un cuerpo de boquilla que tiene un orificio interior central (5) y una superficie exterior estructurada para su inserción en una pistola de pulverización térmica;
caracterizada por que
la boquilla (2) comprende además un recubrimiento superficial refrigerable por agua aplicado sobre al menos una porción de la superficie exterior,
en donde el recubrimiento superficial refrigerable por agua está estructurado para proteger la superficie exterior frente a una interacción química con el agua de refrigeración guiada a través de la pistola de pulverización térmica y el recubrimiento superficial refrigerable por agua tiene un grosor de recubrimiento de entre aproximadamente 2,54 μm (0,0001") y aproximadamente 25,4 μm (0,001"),
y en donde la boquilla (2) comprende una pluralidad de aletas de refrigeración (12) que se extienden radialmente desde la superficie exterior.
2. La boquilla, según la reivindicación 1, en donde el cuerpo de la boquilla es cobre.
3. La boquilla, según la reivindicación 2, que comprende además un revestimiento dispuesto sobre al menos una parte de una superficie interior del orificio interior central (5).
4. La boquilla, según la reivindicación 2, en donde el recubrimiento superficial refrigerable por agua comprende níquel, cromo, cadmio, vanadio, platino, oro, plata, tungsteno o molibdeno.
5. La boquilla, según la reivindicación 1, en donde el recubrimiento superficial refrigerable por agua previene la corrosión debida a la microebullición del agua de refrigeración en la superficie refrigerable por agua.
6. La boquilla, según la reivindicación 1, en donde el recubrimiento superficial refrigerable por agua tiene un grosor de recubrimiento de entre aproximadamente 12,7 μm (0,0005") y aproximadamente 25,4 μm (0,001").
7. La boquilla, según la reivindicación 1, en donde el recubrimiento superficial refrigerable por agua se forma a partir de un material aplicable por uno de depósito de baño químico, depósito de vapor químico, depósito de vapor físico, depósito de vapor físico por pulverización de plasma, depósito de vapor físico por descarga de electrones.
8. La boquilla, según la reivindicación 1, en donde la al menos una porción de la superficie exterior comprende la totalidad de la superficie exterior contactable por el agua de refrigeración.
9. Una pistola de pulverización térmica que comprende:
una boquilla insertable (2) que comprende un cuerpo de boquilla que tiene un orificio interior central (5) y una superficie exterior estructurada para su inserción en la pistola de pulverización térmica;
caracterizada por que
la boquilla (2) comprende además un recubrimiento superficial refrigerable por agua aplicado sobre al menos una porción de la superficie exterior,
en donde el recubrimiento superficial refrigerable por agua está estructurado para proteger la superficie exterior frente a una interacción química con el agua de refrigeración guiada a través de la pistola de pulverización térmica y el recubrimiento superficial refrigerable por agua tiene un grosor de recubrimiento de entre aproximadamente 2,54 μm (0,0001") y aproximadamente 25,4 μm (0,001"); y
un sistema de refrigeración de agua (4) estructurado y dispuesto para guiar agua de refrigeración sobre al menos las porciones de la superficie exterior,
y en donde la boquilla (2) comprende una pluralidad de aletas de refrigeración (12) que se extienden radialmente desde la superficie exterior.
10. La pistola de pulverización térmica, según la reivindicación 9, en donde el cuerpo de la boquilla comprende cobre, en particular la boquilla comprende además un revestimiento dispuesto en al menos una parte de una superficie interior del orificio interior central (5).
11. La pistola de pulverización térmica, según la reivindicación 9, en donde el recubrimiento superficial refrigerable por agua comprende níquel, cromo, cadmio, vanadio, platino, oro, plata, tungsteno o molibdeno, o el recubrimiento se forma por medio de un material para evitar la corrosión debida a la microebullición del agua de refrigeración en al menos las porciones de la superficie exterior.
12. La pistola de pulverización térmica, según la reivindicación 9, en donde el recubrimiento tiene un grosor de entre aproximadamente 12,7 μm (0,0005") y aproximadamente 25,4 μm (0,001").
13. Un método de formación de una boquilla (2) para una pistola de pulverización térmica, según una de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende:
recubrir al menos las porciones de la superficie exterior del cuerpo de la boquilla con al menos uno de níquel, cromo, cadmio, vanadio, platino, oro, plata, tungsteno o molibdeno.
14. El método, según la reivindicación 13, en donde el recubrimiento se aplica por uno de depósito de baño químico, depósito de vapor químico, depósito de vapor físico, depósito de vapor físico por pulverización de plasma, depósito de vapor físico por descarga de electrones.
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