CN1519057A - 一种以液体燃料为能源轴向送粉式超音速火焰喷枪 - Google Patents

Abstract

一种用于喷涂金属表面的以液体燃料为能源轴向送粉式超音速火焰喷枪，在喷枪壳体中枪管、拉瓦尔喷管、燃烧室和尾座依次机械连接，并与喷枪壳体内壁形成主水冷通路。该通路一端经连接管与喷枪壳体进水口相连，另一端与喷枪壳体出水口相连。尾座上沿轴线方向设有***燃烧室内的水冷送粉管，此管周围平行均布设有2－12支液体燃料喷射管，其中燃烧室内壁和***到燃烧室内的水冷送粉管外表面涂有耐热涂层。水冷送粉管之水冷通路进、出口汇集于主水冷通路之出口段上，并构成射吸结构。此喷枪具有粉料流速大、粉末熔化充分、制备涂层质量好、适用于喷涂难熔氧化物陶瓷粉末的优点。

Description

一种以液体燃料为能源轴向送粉式超音速火焰喷枪

所属技术领域

本发明涉及一种喷涂金属表面用的喷枪，尤其是以液体燃料为能源，轴向直流送粉式的超音速火焰喷枪。

背景技术

目前，公知的超音速火焰喷枪构造是在喷枪壳体内枪管、拉瓦尔喷管、燃烧室、尾座依次机械连接，同时与喷枪壳体内壁形成水冷通路，此通路的进出口布局于喷枪壳体前后段上，喷枪壳体前段侧向布有切向送粉通路，尾座轴向中心布有输送燃料通路，此种结构的喷枪，在使用中发现单管输送燃料导致燃烧室温度低，并且温度、压力场不均，仅适用于低熔点金属及合金粉末，特别是采用切向送粉方式对粉末粒度、形态要求严格，粉料易粘结枪管内壁，未熔化的粉末沿枪管内壁高速运动，产生强大摩擦力，使枪管寿命下降，送粉效率低，涂层与被加工件结合力和沉积效果较差，涂层致密度也往往满足不了技术要求。此外，燃烧室热损失大，增加加工成本，喷枪各接口与外部工艺管均为硬性连接，不但常发生外部管易折、易断，而且手持操作感到极其笨重，消耗体力，实为不太理想。

发明内容

为了克服上述不足之处，本发明将提供一种轴向送粉、多道燃料喷管、高温区表面增加耐热防护涂层、拉瓦尔喷管内部曲线更适用于高速流体运动，送粉直达高温、低压、高速区，粉末熔化充分，对粉末粒度、形态要求不高，适应范围广，燃料雾化充分，采用射吸原理对***燃烧区内的送粉管增加一道水冷支路的以液体燃料为能源轴向送粉式超音速火焰喷枪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在喷枪壳体中，枪管、拉瓦尔喷管、燃烧室和尾座依次机械连接，并与喷枪壳体内壁形成用于冷却枪管、拉瓦尔喷管、燃烧室和尾座的主水冷通路，该主水冷通路一端经连接管与喷枪壳体前部的冷却水入口相连，另一端与喷枪壳体后部的冷却水出口相连，拉瓦尔喷管内部曲线为非标准射流曲线，燃烧室内壁设有耐热涂层，尾座内轴向设有水冷送粉管，此管中的水冷通路与主水冷通路组为并联支路，其进口、出口汇集于主水冷通路冷却水出口段上，其流通截面积小于主水冷通路，形成射吸式结构，水冷送粉管周围设有液体燃料喷射管。水冷送粉管和液体燃料喷射管于尾座内轴向设置，其中水冷送粉管一端***燃烧室内，***段表面设有耐热涂层，液体燃料喷射管围绕水冷送粉管平行均匀分布2-12支。

此外，本发明的各工艺管口均与可变角接头相连，意在克服外部工艺管弯折，便于操作和与机械手联动。

本发明的有益效果是：燃烧室耐高温，温度、压力场分布均匀，粉末流速大，熔化充分，枪管内无粘结现象发生，送粉效率高，制备涂层致密度大，孔隙率低，涂层结合力强，沉积效率高，热损耗小，节省燃料，对粉末粒度、形态要求不严，适用范围广，如金属粉末、碳化物陶瓷粉末和氧化物陶瓷粉末均可使用，延长枪管使用寿命和连续作业时间，降低生产成本，操作方便，易于与机械手联动。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明结构原理示意图。

图2是图1中燃烧室内表面耐热涂层示意图。

图3是图1中水冷送粉管外表面耐热涂层示意图。

图中1.喷枪壳体，2.枪管，3.拉瓦尔喷管，4.主水冷通路，5.燃烧室，6.尾座，7.液体燃料喷射管，8.水冷送粉管，9.水冷通路，10.出口，11.进口，12.冷却水出口，13.冷却水入口，14.连接管，15.燃烧室内耐热涂层，16.水冷送粉管表面耐热涂层。

具体实施方式

由图1-3可知，在喷枪壳体(1)中，设有枪管(2)、拉瓦尔喷管(3)、燃烧室(5)和尾座(6)，并依次机械连接，枪管(2)、拉瓦尔喷管(3)、燃烧室(5)和尾座(6)与喷枪壳体(1)内表面形成用于冷却枪管(2)、拉瓦尔喷管(3)、燃烧室(5)和尾座(6)的主水冷通路(4)，该通路一端经连接管(14)与喷枪壳体(1)前部的冷却水入口(13)相连，另一端与喷枪壳体(1)后部的冷却水出口(12)相连，拉瓦尔喷管(3)内部管径分为缩颈段、扩颈段，其断面点线圆滑连接，形态为非标准射流曲线。燃烧室(5)内壁设有耐热涂层(15)，材质为氧化锆或氧化铝等，厚度为0.05-0.5毫米，尾座(6)轴向中心部设有水冷送粉管(8)，其一端***燃烧室(5)内，此管中的水冷通路(9)与主水冷通路(4)在其出口段组为并联支路，其进口(11)、出口(12)汇集于主水冷通路(4)的冷却水出口段上，其流通截面小于主水冷通路，截面比为1∶0.05-1∶0.4，形成射吸式结构，水冷送粉管(8)周围沿其轴向平行均布2-12支液体燃料喷射管(7)，水冷送粉管***燃烧室的部分，其表面设有耐热涂层(16)，材质为氧化锆或氧化铝等，厚度为0.05-0.5毫米。

Claims (2)

1.一种以液体燃料为能源轴向送粉式超音速火焰喷枪，在喷枪壳体中，枪管、拉瓦尔喷管、燃烧室和尾座依次机械连接，并与喷枪壳体内壁形成用于冷却枪管、拉瓦尔喷管、燃烧室和尾座的主水冷通路，该主水冷通路一端经连接管与喷枪壳体前部的冷却水入口相连，另一端与喷枪壳体后部的冷却水出口相连，其特征是：燃烧室内壁设有耐热涂层，尾座内轴向设有水冷送粉管，此管中的水冷通路与主水冷通路组为并联支路，其进口、出口汇集于主水冷通路的冷却水出口段上，其流通截面积小于主水冷通路，形成射吸式结构，水冷送粉管周围设有液体燃料喷射管。

2.根据权利要求1所述的以液体燃料为能源轴向送粉式超音速火焰喷枪，其特征是：水冷送粉管和液体燃料喷射管于尾座内轴向设置，其中水冷送粉管一端***燃烧室内，***段表面设有耐热涂层，液体燃料喷射管围绕水冷送粉管均匀平行分布2-12支。