[發明專利]一種超音速噴砂槍

有效

• 申請號: 201610885974.1
• 申請日: 2016-10-10
• 公開（公告）號: CN106525627B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 顏誠;陳偉;李炎;趙振華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

1.一種超音速噴砂槍，包括進砂裝置；其特征在于，還包括連通進砂裝置出砂管的擴張管、連通擴張管的拉瓦爾管、連通拉瓦爾管的加速管；所述擴張管包括與出砂孔連接的逐漸擴張的過渡管及自過渡管向前延伸的主管體，所述主管體的直徑大于出砂孔、拉瓦爾管及加速管的直徑；所述拉瓦爾管的收縮段連接擴張管，拉瓦爾管的擴張段連接加速管，所述加速管的內徑是逐漸擴張的。

2.根據權利要求1所述的超音速噴砂槍，其特征在于：所述進砂裝置包括進氣管、垂直進氣管向上延伸的入砂管、同樣垂直進氣管向上延伸的分壓管，所述入砂管中設有第一電磁閥，所述分壓管與入砂管連通且連通處位于第一電磁閥上方；所述分壓管上設有第二電磁閥；所述入砂管的上部設有閥體，所述閥體位于上述分壓管與入砂管的連通處的上方。

3.根據權利要求1或2所述的超音速噴砂槍，其特征在于，所述拉瓦爾管的收縮段采用的曲面設計方法具體為：

收縮形面的設計采用雙三次曲線的方法，雙三次曲線用下式表示：

式中：x_m為兩曲線前后連接點；D_i為軸向距離為x處的截面直徑，一般取x_m/L＝0.52，并適當加長使其留有一定的安全余量；D為收縮段入口直徑；D_t為喉部的直徑；L為收縮段長度。

4.根據權利要求1或2所述的超音速噴砂槍，其特征在于，所述拉瓦爾管的收縮段與擴張段之間形成喉部；該喉部采用Sauer的一次近似解方法設計，具體為：

喉部曲率計算方法如下：

式中：δ＝1，對應軸對稱流動；L＝ρ_t+r_t；r_t為喉部半徑；α為待定常數；γ為氣體比熱容比；

α是未知的，而喉部上游型面的曲率半徑是已知的，由上可以得到用ρ_t表示α的方程為：

通過采用這種方法能將噴管喉部區的速度分布式、聲速線方程和起始線方程都用喉部幾何參數r_t和ρ_t進行表示。

5.根據權利要求3所述的超音速噴砂槍，其特征在于，拉瓦爾管的擴張段采用Foelsch解析設計方法。

6.根據權利要求1或2所述的超音速噴砂槍，其特征在于：所述拉瓦爾管的內壁、擴張管的內壁、加速管的內壁均涂覆有陶瓷耐磨涂層材料。

7.根據權利要求2所述的超音速噴槍的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、關閉第一電磁閥及第二電磁閥，打開閥體并將砂粒自閥體放置入入砂管中；砂粒掉入第一電磁閥上后，關閉閥體；

(2)、打開第二電磁閥，且進氣管開始進氣，

(3)、加速管出口處氣流穩定后，打開第一電磁閥，砂粒通過第一電磁閥進入進氣管并被送入擴張管。