[發(fā)明專利]一種便攜式低壓冷噴涂裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310513371.5
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103521404A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃國勝;李相波;邢路闊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號: B05C19/04
• 分類號: B05C19/04;B05C19/06;B05C9/14;B05B1/26;B05B1/24
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所 37104
• 代理人: 張世功

1.一種便攜式低壓冷噴涂裝置，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括供氣管路、加熱器、第一送粉管、溫控系統(tǒng)、送粉器、噴嘴和橡膠管；第一送粉管的一端通過橡膠管與送粉器管道式連接，橡膠管的長度根據(jù)實際需要選擇，送粉器的送粉壓力為0-1.5MPa，送粉粒徑為5-50um，送粉量為0.5-2.5g/s；第一送粉管的另一端嵌入式安裝在噴嘴內(nèi)；噴嘴的下部安裝制有加熱器，加熱器的輸入功率為2.5-4.5kW可調(diào)，溫度為300℃-550℃；噴嘴為同軸下游送粉噴嘴結(jié)構(gòu)或側(cè)向下游送粉噴嘴結(jié)構(gòu)，噴嘴為同軸下游送粉噴嘴時，噴嘴和加熱器之間成垂直狀態(tài)；噴嘴為側(cè)向下游送粉噴嘴時，噴嘴和加熱器之間成平行狀態(tài)；加熱器的底部連接制有溫控系統(tǒng)；供熱管路與加熱器固定連接，壓縮空氣通過供熱管路進(jìn)入加熱器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式低壓冷噴涂裝置，其特征在于工作原理過程為：壓力為0.8-1.5MPa的壓縮空氣通過供熱管路進(jìn)入加熱器加熱，氣體壓力在加熱器的出口處保持進(jìn)氣的壓力值；經(jīng)過噴嘴的縮放管加速之后的氣體在下游發(fā)展，在噴嘴的出口中心處的氣體速度達(dá)到750-1300m/s，該氣體將5-25um的銅、鋁和鋅粉末加速到400-650m/s，粉末在由噴嘴的出口噴出后撞擊基體材料，發(fā)生塑性變形形成涂層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式低壓冷噴涂裝置，其特征在于涉及的同軸下游送粉噴嘴的主體結(jié)構(gòu)包括第一延長管、第二送粉管、螺孔、擴(kuò)張段、喉部、第一前氣室和進(jìn)氣口，第二送粉管的一端通過螺孔采用螺栓固定安裝制有第一延長管，第二送粉管的另一端與第一送粉管連接；同軸下游送粉噴嘴的中間為喉部，喉部的一側(cè)為擴(kuò)張段，另一側(cè)為空腔結(jié)構(gòu)的第一前氣室，第一前氣室的頂部開制有進(jìn)氣口；噴嘴的整體長度為2cm，收縮段長度為1cm，擴(kuò)張段長度為1cm，喉部的直徑為2.5-3.5mm，第二送粉管的后堵厚為0.5cm，第二送粉管的長度為25-35mm，內(nèi)徑為1.5mm，外徑為2mm；噴嘴工作時，工作氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入第一前氣室，氣體在到達(dá)喉部前的壓力保持不變，到達(dá)喉部時的壓力降低，速度達(dá)到1倍音速；到達(dá)喉部之后，氣體壓力急劇降低，降到正激波時的最低負(fù)壓，速度也達(dá)到最高；噴嘴出口選在正激波位置，即首次面積擴(kuò)張到最大的位置，使噴嘴產(chǎn)生負(fù)壓和虹吸氣體；噴嘴的擴(kuò)張段和第一延長管為階梯狀結(jié)構(gòu)，以每一個0.5mm為階梯，分別為2.5mm，3mm，3.5mm，4mm和4.5mm，相應(yīng)的膨脹比為4-13.5；第一延長管的長度不小于120mm，第一延長管或為擴(kuò)散狀結(jié)構(gòu)，擴(kuò)散直徑不超過5mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式低壓冷噴涂裝置，其特征在于涉及的側(cè)向下游送粉噴嘴的主體結(jié)構(gòu)包括送粉管入口、第二延長管和第二前氣室；送粉管入口的內(nèi)徑為1-3mm，使在噴涂工藝范圍內(nèi)的氣體為1×10^-4-5×10^-4m³/s之間的某一數(shù)值；該噴嘴可用的壓力范圍為0.6-1.2MPa，針對入口壓力，該噴嘴的膨脹比為5-7.5，產(chǎn)生較為平順的超音速氣流；為控制氣體噴涂過程中的耗氣量，喉部的直徑為2-3mm；第二前氣室的溫度為400℃時，第二延長管處的大部分氣體的速度為850-1200m/s之間，由送粉管入口虹吸進(jìn)噴嘴的氣體與第二前氣室的氣體混合后降低部分氣體溫度和速度；該噴嘴可加速5-50um的銅、鋁和鋅金屬顆粒為400-700m/s；當(dāng)?shù)诙皻馐业臏囟葹?00℃以上時，能夠噴涂鋁涂層、銅涂層；當(dāng)?shù)诙皻馐业臏囟葹?00℃以上時，能夠噴涂鋁、銅、鋅和鎳涂層；擴(kuò)散狀的第二延長管長度為80-120mm，擴(kuò)散直徑不超過5mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式低壓冷噴涂裝置，其特征在于涉及的加熱器的主體結(jié)構(gòu)包括加熱元件外筒、接線腔室、接線柱、壓縮空氣入口管、壓縮空氣入口管接口、法蘭、加熱元件、熱氣流收集段、空氣出口接口、熱電偶和出口，整個加熱器的主體長度不超過220mm，直徑不超過70mm，加熱元件外筒和法蘭通過螺栓固定并密封；加熱元件的一端制有接線柱，熱電偶和接線柱在接線腔室內(nèi)分別與溫控系統(tǒng)連接；加熱器的尾部為熱氣流收集段，熱氣流收集段上制有出口，出口與空氣出口接口相連；壓縮空氣入口管上開制有采用快接軟管制成的壓縮空氣入口管接口，壓縮空氣入口管接口的直徑為8-12mm；加熱元件為纏繞在陶瓷材料溝槽內(nèi)的電熱絲組件，電熱絲材料選用不銹鋼、蒙奈爾合金、康銅、錳銅或鎳鉻合金中的一種，電熱絲的直徑為0.8mm-1.5mm，總長度為5-15m，使電熱絲的電阻值為10-20Ω，輸入最大功率5kW，實際輸入功率由溫控系統(tǒng)控制；熱電偶為K型鎧裝熱電偶，測溫度范圍＜800℃；熱氣流收集段的長度為15-20mm，熱氣體通過熱氣流收集段匯集到出口,出口為內(nèi)徑12-14mm、長10mm的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，空氣出口接口的錐面和噴嘴的前氣室球面密封，使噴嘴不發(fā)生漏氣現(xiàn)象；加熱元件外筒和加熱元件的固定架之間內(nèi)襯厚度為5mm的保溫材料。