[發明專利]一種狹小空間超音速火焰熱噴涂自動噴槍及其熱噴涂裝置

有效

• 申請號: 202111287414.3
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN113909015B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 陳小明;張凱;方勇;惠希東;劉偉;趙堅;霍嘉翔;伏利;張磊;毛鵬展;蘇建灝;吳一棟
• 申請（專利權）人: 水利部杭州機械設計研究所;北京科技大學
• 主分類號: B05B7/20
• 分類號: B05B7/20;B05B13/04;B05B12/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種狹小空間超音速火焰熱噴涂自動噴槍，其特征在于，從內向外包括由依次連接的燃料霧化器、燃燒室、燃燒室喉部、擴張連接器、噴槍管、槍管調整器構成的基于拉瓦爾噴嘴原理的核心單元、水冷套以及噴槍外套，在燃燒室內設置有陶瓷片，煤油和高壓氧氣經燃料霧化器混合霧化后經陶瓷片進入燃燒室，送粉針及點火針經陶瓷片將粉末送入燃燒室并點火實現超音速火焰熱噴涂，所述核心單元中燃燒室喉部、擴張連接器、噴槍管、槍管調整器固連為一體，可由傳動裝置調控相對于燃燒室自由轉動從而控制噴涂方向；

所述的燃燒室喉部包括固連為一體的球形匯聚部分及圓柱 部分，球形匯聚部分設置在燃燒室的球面匯聚的匯聚段內側且二者同球心緊密接觸，形成一種“球閥結構”，可進行任意方向的活動；所述圓柱部分為整個核心單元中火焰通道最小處，即構成拉瓦爾噴嘴原理的喉部位置；

所述擴張連接器為圓臺形狀的通孔結構，通孔小頭與燃燒室喉部緊固并密封，通孔大頭與噴槍管緊固并密封；所述的噴槍管為圓柱形槍管；

所述的槍管調整器為球面結構，其球面的球心與燃燒室喉部球形匯聚部分的球面球心位置在同一點，槍管調整器上開有通孔，該通孔與噴槍管緊固并密封，槍管調整器設置在所述水冷套的端部內側且二者形成球閥密封結構；

所述的傳動裝置包括齒條，轉動齒輪和轉動桿，轉動桿一端與微型電機連接，另一端穿過噴槍外套、水冷套與轉動齒輪固定，轉動齒輪與齒條配合，齒條直接或間接與槍管調整器連接。

2.根據權利要求1所述的狹小空間超音速火焰熱噴涂自動噴槍，其特征在于，所述的燃料霧化器為圓環形結構，其由外環向內環開設有兩個通道，一個通道用于通入高壓氧氣，一個通道用于通入燃料，且兩個通道最終匯聚在一起從而將高壓氧氣氣流與燃料混合霧化，從內環噴出。

3.根據權利要求1所述的狹小空間超音速火焰熱噴涂自動噴槍，其特征在于，所述的燃燒室從尾部向噴槍頭部依次包括圓筒形的燃燒段、圓錐形的匯聚段、呈球面匯聚的匯聚段，燃燒室尾部外側設有螺紋，用于與燃料霧化器、水冷套和/或噴槍外套螺紋固定；燃燒室尾部內側設有一限位凸起，陶瓷片一端與限位凸起緊靠，另一端與燃料霧化器緊靠。

4.根據權利要求1所述的狹小空間超音速火焰熱噴涂自動噴槍，其特征在于，所述水冷套與核心單元之間形成密閉空間，作為進水通道，所述噴槍外套與水冷套之間形成密閉空間，作為回水通道，進水通道及回水通道通過水冷套頭端的開孔連通，在水冷套側壁上開有進水口，在噴槍外套上開有出水口。

5.根據權利要求1所述的狹小空間超音速火焰熱噴涂自動噴槍，其特征在于，所述噴槍外套包括槍體后蓋，槍體后蓋與燃料霧化器的圓環外壁螺紋連接并密封，且槍體后蓋側壁上與燃料霧化器的燃料入口處同軸對應開設燃料入口，槍體后蓋端面上鉆有放置送粉針和點火針螺紋孔，并采用密封圈密封；所述送粉針穿過槍體后蓋和陶瓷片的軸心伸入燃燒室內，送粉針尾部螺紋連接送粉針彎頭，點火針穿過槍體后蓋和陶瓷片伸入燃燒室內，陶瓷片上均勻開有若干小孔，用于使霧化的燃料均勻傳輸到燃燒室內。

6.根據權利要求1所述的狹小空間超音速火焰熱噴涂自動噴槍，其特征在于，所述噴槍還包括L形中空槍架、機械手、及集成控制柜，L形中空槍架一端與噴槍外套固定連接，另一端固定于所述的機械手上；內部用于各種管道和線路穿過；所述集成控制柜用于對機械手、噴槍和傳動裝置的聯動控制，從而實現在狹小空間中的噴涂。