[發明專利]一種便攜式低壓冷噴涂裝置

有效

• 申請號: 201310513371.5
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103521404A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 黃國勝;李相波;邢路闊
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團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: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

技術領域：

本發明屬于冷噴涂設備技術領域，涉及一種用于防腐涂層制備和受損部件修復現場施工的便攜式低壓冷噴涂裝置，適用于0.8-1.5MPa使用的超音速噴槍，提升材料的沉積效率。

背景技術：

俄羅斯專利1674585、美國專利6502767《advanced?cold?spray?system》、美國專利6759085《methods?and?apparatus?for?low?pressure?cold?spraying》和中國專利ZL00253384.7《超音速冷噴涂裝置》均公開了低壓冷噴涂設備及其使用方法，這些專利公開的低壓冷噴涂設備的加熱器和超音速噴嘴均集成在一起，降低熱量在管道中的損失，最大限度在最小的體積內安排最大的電輸入功率，滿足噴涂需求；同時，通過下游虹吸式送粉，將粉末從下游穩定負壓區送入，再配合電磁閥自動控制粉量，保證涂層質量均勻，這種結構無需使用特別的送粉器，減少了結構的復雜性，簡化了設備，噴涂設備可加工鋁、鋅、鎳、錫和銅合金及其復合材料等，專利覆蓋的氣體流量為15m³-20m³，由于加速能力低于普通的高壓冷噴涂設備，其沉積主要是通過添加氧化物材料實現活化的，典型的工藝條件下效率僅為20%；從便攜性和涂層性能來看，現有的商用冷噴涂設備已經滿足各種現場施工的要求，但是材料的利用率和沉積效率很低，主要的缺點為沉積效率過低，其原因為：一是便攜式冷噴涂設備的加熱器實現手持，集成要求其重量和體積均足夠小，導致加熱器功率輸入收到限制；二是加熱器不是通過保溫而是通過隔空散熱保證加熱器表面低溫，導致熱利用效率較低；三是氣流量小導致前氣室壓力無法提高，限制了氣流的加速能力，同時限制了沉積效率；四是現有的設備持續噴涂時間受到噴嘴的快速磨損限制，無法長時間連續加工；五是沉積效率僅為20%導致施工效率低下，延長施工工期；六是加熱器采用電熱絲加熱，電熱絲容易損壞，組裝復雜，絕緣處理采用表面氧化工藝，對封裝要求高。因此，設計一種便攜式低壓冷噴涂裝置提升裝置的效率和使用壽命，是目前冷噴涂領域內設備設計研究的重點方向。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種便攜式低壓冷噴涂裝置，其氣室入口壓力為0.8-1.5MPa，25-35m³/h流量壓縮空氣的溫度達到噴涂要求，工藝的沉積效率高，噴涂效率好。

為了實現上述目的，本發明的主體結構包括供氣管路、加熱器、第一送粉管、溫控系統、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；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，溫度為300℃-550℃；噴嘴為同軸下游送粉噴嘴結構或側向下游送粉噴嘴結構，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；噴嘴為側向下游送粉噴嘴時，噴嘴和加熱器之間成平行狀態；加熱器的底部連接制有溫控系統；供熱管路與加熱器固定連接，壓縮空氣通過供熱管路進入加熱器。

本發明的工作原理過程為：壓力為0.8-1.5MPa的壓縮空氣通過供熱管路進入加熱器加熱，氣體壓力在加熱器的出口處保持進氣的壓力值；經過噴嘴的縮放管加速之后的氣體在下游發展，在噴嘴的出口中心處的氣體速度達到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，發生塑性變形形成涂層。