一种喷嘴装置、喷枪及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种喷嘴装置、喷枪及其应用，属于喷枪配件技术领域。该喷嘴装置包括拉瓦尔喷嘴和冷却水路。拉瓦尔喷嘴包括依次连通的收缩段、喉部以及扩张段，冷却水路从收缩段的靠近喉部的部位开始套设于拉瓦尔喷嘴的外壁并向扩张段延伸。该喷嘴装置结构简单，操作容易，可提高喷嘴的冷却效果，特别是喷嘴喉咙部位得到很好的散热，降低了发生粉末粘嘴的风险。此外，由于不需要外加冷却装置，减少了对持枪机器人的负荷。具有上述喷嘴装置的喷枪实用性强，应用前景广。将上述喷嘴装置或如喷枪在冷喷涂涂层或冷喷涂修复或冷喷涂增材制造中应用，可有效改善冷喷涂效果。

A nozzle device, spray gun and its application

【技术实现步骤摘要】
一种喷嘴装置、喷枪及其应用
本专利技术属于喷枪配件
，且特别涉及一种喷嘴装置、喷枪及其应用。
技术介绍
冷喷涂是热喷涂技术的延伸，其原理是利用压缩气体加速喷涂材料以达到临界速度(超音速)并冲击于基体表面，实现原子结构结合，形成致密牢固的涂层，整个过程中喷涂材料没有发生融化。冷喷涂的核心装置是超音速喷枪，而喷枪喷嘴部分属于喷枪的关键部位。为了使粒子在喷枪内被加速成超音速粒子，喷嘴的设计一般采用拉瓦尔喷嘴结构。喷涂过程中，工作气体事先在加热器中预热到100-1000℃的高温后进入喷嘴，此时，粒子经过送粉管道也进入喷嘴中，形成双相流。压缩气体对粒子有一个拖拽的力，使其到达300-1200m/s的速度，最终冲击到基材表面形成涂层。拉瓦尔喷枪通常有圆形，椭圆形和方型的三种，它们均能实现双相流的超音速加速过程。但是双相流中颗粒的分布是不均匀的，而且在喷嘴出口处颗粒会发生分散，使得堆积形成的涂层是不均匀的。例如对于圆形的喷嘴，其单点涂层形貌是近似一个三维的高斯分布轮廓。这种情况会导致在同个位置持续喷涂时涂层收敛成一个“尖尖”形貌，这是非常不利的，特别是在冷喷增材制造和修复的过程中。目前常用的冷喷涂喷嘴材料一般为金属，主要有不锈钢、工具钢和超硬合金金属等，其在喷涂过程中容易在喷嘴中发生粘结。鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本专利技术的目的包括提供一种喷嘴装置，该喷嘴装置结构简单，操作容易，可提高喷嘴的冷却效果，特别是喷嘴喉咙部位得到很好的散热，降低了发生粉末粘嘴的风险。本专利技术的另一目的包括提供一种喷枪，该喷枪实用性强，应用前景广。本专利技术的另一目的包括提供上述喷嘴装置或如喷枪在冷喷涂涂层或冷喷涂修复或冷喷涂增材制造中应用，可有效改善冷喷涂效果。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本申请提出了一种喷嘴装置，其包括拉瓦尔喷嘴和冷却水路。拉瓦尔喷嘴包括依次连通的收缩段、喉部以及扩张段，冷却水路从收缩段的靠近喉部的部位开始套设于拉瓦尔喷嘴的外壁并向扩张段延伸。进一步地，冷却水路包括进水口、出水口以及流通管路，进水口和出水口沿垂直于收缩段的延伸方向对称设置于收缩段的两侧表面，流通管路的两端分别与进水口以及出水口连通且流通管路套设于拉瓦尔喷嘴的外壁。进一步地，进水口和出水口设置在收缩段的靠近喉部的位置。进一步地，流通管路呈螺旋状盘旋于拉瓦尔喷嘴的外壁。进一步地，流通管路呈直纹式套设于拉瓦尔喷嘴的外壁。进一步地，冷却水路与拉瓦尔喷嘴一体成型。进一步地，收缩段以四棱锥的形式减缩至喉部，喉部的截面呈矩形，扩张段的截面呈矩形且整个扩张段的矩形截面的宽度保持不变并与喉部的矩形截面的宽度相等。进一步地，喷嘴装置还包括沿送粉方向的轴线对称设置于扩张段的扩张侧的第一补粉气路和第二补粉气路且第一补粉气路与第二补粉气路均与喉部连通。可选地，第一补粉气路和第二补粉气路设置于扩张段的靠近喉部的区域且区域不超过扩张段的长度的1/4。可选地，第一补粉气路与上述轴线之间的角度为45-90°。可选地，第二补粉气路与上述轴线之间的角度为45-90°。本申请还提出了一种喷枪，其具有上述喷嘴装置。本申请还提出了一种上述喷嘴装置或喷枪在冷喷涂涂层或冷喷涂修复或冷喷涂增材制造中的应用。本申请中喷嘴装置、喷枪及其应用的有益效果包括：本申请提供的喷嘴装置通过设置冷却水路，并使冷却水路从所述收缩段与所述喉部之间靠近所述喉部的部位开始沿所述扩张段的延伸方向套设于所述拉瓦尔喷嘴的外壁，能够有效提高喷嘴的冷却效果，避免或降低喷嘴内发生粉末粘结的风险，使喷涂一些熔点较低的材料时能长时间持续喷涂使喷嘴装置。具有上述喷嘴装置并具有上述喷嘴装置所具有的所有有益效果。上述喷嘴装置或喷枪在冷喷涂涂层或冷喷涂修复或冷喷涂增材制造中的应用，能够有效改善冷喷涂效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请实施例提供的拉瓦尔喷嘴的结构示意图；图2为本申请实施例提供的流通管路呈螺旋状盘旋于拉瓦尔喷嘴的外壁的结构示意图；图3为本申请实施例提供的流通管路呈直纹式套设于拉瓦尔喷嘴的外壁的结构示意图；图4为本申请实施例提供的第一补粉气路和第二补粉气路的结构示意图。图标：1-扩张段；2-喉部；3-收缩段；41-第一补粉气路；42-第二补粉气路；5-流通管路；6-进水口；7-出水口。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“垂直”等术语并不表示要求部件绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对“水平”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。以下进行具体说明。实施例本实施例提出了一种喷嘴装置，其包括拉瓦尔喷嘴和冷却水路。通常，拉瓦尔喷嘴的前半部是由大变小向中间收缩至一个窄喉，窄喉之后又由小变大向外扩张至箭底，箭体中的气体受高压流入喷嘴的前半部，穿过窄喉后由后半部溢出。请参照图1，本实施例中，拉瓦尔喷嘴包括依次连通的收缩段3、喉部2以及扩张段1，冷却水路从收缩段3的靠近喉部2的部位开始套设于拉瓦尔喷嘴的外壁并向扩张段1延伸。...

【技术保护点】
1.一种喷嘴装置，其特征在于，包括拉瓦尔喷嘴和冷却水路；/n所述拉瓦尔喷嘴包括依次连通的收缩段、喉部以及扩张段，所述冷却水路从所述收缩段的靠近所述喉部的部位开始套设于所述拉瓦尔喷嘴的外壁并向所述扩张段延伸。/n

【技术特征摘要】
1.一种喷嘴装置，其特征在于，包括拉瓦尔喷嘴和冷却水路；
所述拉瓦尔喷嘴包括依次连通的收缩段、喉部以及扩张段，所述冷却水路从所述收缩段的靠近所述喉部的部位开始套设于所述拉瓦尔喷嘴的外壁并向所述扩张段延伸。


2.根据权利要求1所述的喷嘴装置，其特征在于，所述冷却水路包括进水口、出水口以及流通管路，所述进水口和所述出水口沿垂直于所述收缩段的延伸方向对称设置于所述收缩段的两侧表面，所述流通管路的两端分别与所述进水口以及所述出水口连通且所述流通管路套设于拉瓦尔喷嘴的外壁；
优选地，所述进水口和所述出水口设置于所述收缩段的靠近所述喉部的位置。


3.根据权利要求2所述的喷嘴装置，其特征在于，所述流通管路呈螺旋状盘旋于所述拉瓦尔喷嘴的外壁。


4.根据权利要求2所述的喷嘴装置，其特征在于，所述流通管路呈直纹式套设于所述拉瓦尔喷嘴的外壁。


5.根据权利要求1-4任一项所述的喷嘴装置，其特征在于，所述冷却水路与所述拉瓦尔喷嘴一体成型。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敏，吴洪键，廖汉林，邓春明，牛少鹏，
申请(专利权)人：广东省新材料研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44