CN214289013U - 一种双路送粉超音速冷喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双路送粉超音速冷喷涂装置，包括压缩机、储气罐、气体加热器以及喷枪，所述冷喷涂装置还包括第一送粉器和第二送粉器；所述喷枪的前端设置有第一进粉口、第二进粉口和进气口，所述进气口的轴线与喷枪的轴线平行；所述气体加热器、第一送粉器和第二送粉器一端分别与储气罐连接，另一端分别与第一进粉口、第二进粉口和进气口连接。本实用新型实现冷喷涂复合材料，且有效避免粉末分层，保证涂层中粉末均匀分布，从而显著提高涂层质量。

Description

一种双路送粉超音速冷喷涂装置

技术领域

本实用新型属于冷喷涂技术领域，具体涉及一种双路送粉超音速冷喷涂装置。

背景技术

冷喷涂是一种表面喷涂工艺，整个过程中金属粒子没有被融化。即利用压缩空气或其他气体在较低的温度下(＜1000℃)加速金属粒子到临界速度(超音速)，使其在完全固态下高速撞击基体(300-1200m/s)，通过粒子与基体界面处剧烈变形而实现材料沉积的工艺。较低的气体温度可以避免粉末发生常规热喷涂工艺中诸如氧化、相变、晶粒长大等热影响。同时，较高的粒子速度有助于粒子在沉积过程中发生充分的塑性变形从而获得组织致密的沉积体。这些特点使得冷喷涂涂层通常具有高导电性、高导热性、高耐腐蚀性、高耐磨性等优异特性。此外，较低的沉积温度使得冷喷涂成为制备诸如纳米晶金属材料、纳米复合材料、金属玻璃等热敏材料，以及T i、Cu及其合金等氧化敏感材料的有效方法，可以避免其它工艺引起的缺陷。

冷喷涂复合材料时，需要预先将多种材料进行混合，再输送到喷枪中进行喷涂。而在送粉过程中，粉末容易分层，从而造成涂层中粉末分布不均匀，严重影响涂层质量。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种双路送粉超音速冷喷涂装置，有效解决现有冷喷涂装置在送粉过程中，粉末容易分层，从而造成涂层中粉末分布不均匀，严重影响涂层质量的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种双路送粉超音速冷喷涂装置，包括压缩机、储气罐、气体加热器以及喷枪，所述冷喷涂装置还包括第一送粉器和第二送粉器；所述喷枪的前端设置有第一进粉口、第二进粉口和进气口，所述进气口的轴线与喷枪的轴线平行；所述气体加热器、第一送粉器和第二送粉器一端分别与储气罐连接，另一端分别与第一进粉口、第二进粉口和进气口连接。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述第一进粉口、第二进粉口的轴线与喷枪的轴线平行。

进一步，所述第一进粉口、第二进粉口的轴线与喷枪的轴线垂直。

进一步，所述喷枪前端的内壁周向倾斜安装有多个呈圆周阵列分布的凸缘，用于产生涡流风。

进一步，所述喷枪的轴线与所述凸缘的夹角为10°～30°。

进一步，所述喷枪包括沿流动方向依次连通的混合室、喉管和扩散室；所述喉管的横截面面积小于混合室和扩散室的横截面面积。

进一步，所述进气口、喉管、扩散室的轴线位于同一直线上。

进一步，所述喷枪的外部设置有用于防止粉尘扩散的喷涂室。

进一步，所述喷涂室连接有用于收集喷涂室内的粉尘的集尘器。

进一步，所述第一送粉器、第二送粉器上均设置有流量调节阀。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实现冷喷涂复合材料，且有效避免粉末分层，保证涂层中粉末均匀分布，从而显著提高涂层质量。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述喷***构示意图；

图3为本实用新型另一种实施例所述喷***构示意图；

图4为本实用新型所述凸缘与喷枪的安装示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、压缩机，2、储气罐，3、气体加热器，4、第一送粉器，5、第二送粉器，6、喷枪，61、第一进粉口，62、第二进粉口，63、进气口，64、凸缘，65、混合室，66、喉管，67、扩散室，7、喷涂室，8、集尘器,9、流量调节阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语中“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型结构。对于本领域的普通技术人员，可以根据具体情况理解该类术语在本专利中的具体含义。

如图1-图4所示，本实用新型所设计的一种双路送粉超音速冷喷涂装置，包括压缩机1、储气罐2、气体加热器3以及喷枪6，所述冷喷涂装置还包括第一送粉器4和第二送粉器5；所述喷枪6的前端设置有第一进粉口61、第二进粉口62和进气口63，所述进气口63的轴线与喷枪6的轴线平行；所述气体加热器3、第一送粉器4和第二送粉器5一端分别与储气罐2连接，另一端分别与第一进粉口61、第二进粉口62和进气口63连接。

压缩机1与储气罐2连接，气体经过压缩机1压缩后形成压缩气体，存储到储气罐2中。由于储气罐2具有一定的容量，能够保证从储气罐2流出的压缩气体的压力比较稳定。从储气罐2流出的气体被分为三路，分别提供给气体加热器3、第一送粉器4和第二送粉器5。其中，提供给气体加热器3的气体在气体加热器3中被加热，形成热气体，并从进气口63进入喷枪6中。提供给第一送粉器4和第二送粉器5的气体主要起到驱动第一送粉器4和第二送粉器5中的粉末流动的作用，从而将第一送粉器4和第二送粉器5中的粉末输送至喷枪6中。热气体与两路粉末在喷枪6中进行混合并形成超音速混合流，实现冷喷涂复合材料，且有效避免粉末分层，保证涂层中粉末均匀分布，从而显著提高涂层质量。

优选的，所述储气罐2上安装有泄压阀。当储气罐2内气体的压力大于泄压阀的整定压力时，泄压阀会自动泄压，从而有效防止压力过大，提高所述冷喷涂装置的操作安全性。

优选的，所述气体加热器3的出口端设置有温度传感器，用于检测加热后的气体温度。

实施例1

如图2所示，所述第一进粉口61、第二进粉口62的轴线与喷枪6的轴线平行。热气体与两路粉末在喷枪6中进行混合并形成超音速混合流，有效避免粉末分层，从而保证涂层中粉末均匀分布，提高涂层质量。

实施例2

如图1和图3所示，所述第一进粉口61、第二进粉口62的轴线与喷枪6的轴线垂直。热气体与两路粉末在喷枪6中进行混合并形成超音速混合流，有效避免粉末分层，从而保证涂层中粉末均匀分布，提高涂层质量。

如图2-图4所示，所述喷枪6前端的内壁周向倾斜安装有多个呈圆周阵列分布的凸缘64，用于产生涡流风。所述凸缘64优选为矩形结构或梯形结构，使风向在经过所述凸缘64时发生改变，从而在喷枪6前端形成涡流，对从第一进粉口61和第二进粉口62进入的粉末起到打散作用，进而提高两路粉末之间、热气体与粉末之间的混合效果，实现冷喷涂复合材料的同时，有效避免粉末分层，进一步保证涂层中粉末均匀分布，提高涂层质量。

优选的，所述喷枪6上凸缘64的数量至少为五个，以便于提高涡流风的强度。

如图4所示，所述凸缘64的倾斜角度，即所述喷枪6的轴线与所述凸缘64的夹角值设定为a，a为锐角。

当a为10°、20°、30°或45°时，所述喷枪6的前端处均能形成涡流风，且两路粉末及热气体之间的混合效果，实现冷喷涂复合材料的同时，有效避免粉末分层。但是，当a为45°，粉末及气体沿喷枪6轴向的流动速度较慢；当a为10°、20°或30°，粉末及气体沿喷枪6轴向的流动速度较快。因此，综合考虑，所述喷枪6的轴线与所述凸缘64的夹角a优选为10°～30°，以保证喷枪6的前端处能形成涡流风，使两路粉末以及热气体之间混合的更均匀彻底的同时，提高粉末及气体沿喷枪6轴向的流动速度。

如图2和图3所示，所述喷枪6包括沿流动方向依次连通的混合室65、喉管66和扩散室67；所述喉管66的横截面面积小于混合室65和扩散室67的横截面面积。在混合室65内，两路粉末及热气体充分混合形成气粉混合流。气粉混合流流经喉管66后进入扩散室67，从而使混合室65内压力降低，形成真空或负压区，从而进一步提高混合效果以及流动速度。

如图2和图3所示，优选的，所述进气口63、喉管66、扩散室67的轴线位于同一直线上，以降低粉末及气体动能的损耗，进一步提高粉末及气体的流动速度。

如图1所示，所述喷枪6的外部设置有用于防止粉尘扩散的喷涂室7，有效避免粉尘污染环境以及对操作人员的健康造成不良影响。所述喷涂室7连接有用于收集喷涂室7内的粉尘的集尘器8，从而对喷涂室7内的粉尘进行收集，回收利用。

所述集尘器8包括引风机和过滤器。引风机将喷涂室7内的气体吸到过滤器中进行过滤以去除气体中的粉尘，经过滤后的气体排入到大气中。

如图1所示，所述第一送粉器4、第二送粉器5上均设置有流量调节阀9，用于调节粉末的流量，进一步提高涂层中两路粉末比例的控制精度，从而提高涂层质量。

所述冷喷涂装置的工作过程为：

1)将待喷涂的工件放置于喷涂室7内；

2)第一送粉器4和第二送粉器5中的粉末在储气罐2提供的气体作用下，分别从第一进粉口61和第二进粉口62进入喷枪6；同时，储气罐2提供给气体加热器3的气体在气体加热器3中被加热，形成热气体，并从进气口63进入喷枪6中；

3)喷枪6前端的凸缘64使风向在经过凸缘64时发生改变，并在喷枪6前端形成涡流，对两路粉末及热气体进行充分混合，进而使混合室65内的两路粉末及热气体充分混合形成气粉混合流；气粉混合流流经喉管66后进入扩散室67，并形成超音速混合流；

4)经加速后的粉末在完全固态下高速撞击基体，发生较大的塑性变形而沉积在基体表面形成涂层；

5)在喷涂过程中，通过集尘器8收集喷涂室7内的粉尘。

本实用新型中未对具体结构做出描述的机构、组件和部件均为现有技术中已经存在的现有结构。可以从市面上直接购买得到。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (8)

1.一种双路送粉超音速冷喷涂装置，包括压缩机(1)、储气罐(2)、气体加热器(3)以及喷枪(6)，其特征在于，所述冷喷涂装置还包括第一送粉器(4)和第二送粉器(5)；所述喷枪(6)的前端设置有第一进粉口(61)、第二进粉口(62)和进气口(63)，所述进气口(63)的轴线与喷枪(6)的轴线平行；所述气体加热器(3)、第一送粉器(4)和第二送粉器(5)一端分别与储气罐(2)连接，另一端分别与第一进粉口(61)、第二进粉口(62)和进气口(63)连接；

所述喷枪(6)前端的内壁周向倾斜安装有至少五个呈圆周阵列分布的凸缘(64)，用于产生涡流风，且所述喷枪(6)的轴线与所述凸缘(64)的夹角为10°～30°。

2.根据权利要求1所述的双路送粉超音速冷喷涂装置，其特征在于，所述第一进粉口(61)、第二进粉口(62)的轴线与喷枪(6)的轴线平行。

3.根据权利要求1所述的双路送粉超音速冷喷涂装置，其特征在于，所述第一进粉口(61)、第二进粉口(62)的轴线与喷枪(6)的轴线垂直。

4.根据权利要求1所述的双路送粉超音速冷喷涂装置，其特征在于，所述喷枪(6)包括沿流动方向依次连通的混合室(65)、喉管(66)和扩散室(67)；所述喉管(66)的横截面面积小于混合室(65)和扩散室(67)的横截面面积。

5.根据权利要求4所述的双路送粉超音速冷喷涂装置，其特征在于，所述进气口(63)、喉管(66)、扩散室(67)的轴线位于同一直线上。

6.根据权利要求1所述的双路送粉超音速冷喷涂装置，其特征在于，所述喷枪(6)的外部设置有用于防止粉尘扩散的喷涂室(7)。

7.根据权利要求6所述的双路送粉超音速冷喷涂装置，其特征在于，所述喷涂室(7)连接有用于收集喷涂室(7)内的粉尘的集尘器(8)。

8.根据权利要求1所述的双路送粉超音速冷喷涂装置，其特征在于，所述第一送粉器(4)、第二送粉器(5)上均设置有流量调节阀(9)。

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