一种多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪及其热喷涂装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪及其热喷涂装置，喷枪包括喷枪壳体，在喷枪壳体内设置有包括拉瓦尔喷嘴、若干独立燃烧室、枪管的核心单元，在喷枪壳体外设置有水冷套；拉瓦尔喷嘴的扩张段末端与枪管紧固连接，拉瓦尔喷嘴的中段周向均匀安装独立燃烧室，高压空气及喷涂粉末由拉瓦尔喷嘴尾部进入拉瓦尔喷嘴腔内，独立燃烧室用于向拉瓦尔喷嘴腔内喷入油气混合气并点火，水冷套、喷枪壳体、核心单元之间形成多路双层水冷通道。本发明专利技术可解决传统方案中为了提高热喷涂效率，单一增大喷枪尺寸所带来的燃烧不充分、温度分布不均匀以及枪体温度和压力过高等问题，具有大焰流尺寸，大功率，高粉末沉积效率，高水冷效率的优势。冷效率的优势。冷效率的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪及其热喷涂装置


[0001]本专利技术涉及表面工程与再制造涂层领域，尤其涉及一种多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪及其热喷涂装置

技术介绍

[0002]超音速火焰热喷涂技术因为具有超高的焰流速度和相对较低的温度的特性，以及适合喷涂材料广、涂层结合强度高、涂层致密性高等特点，在表面处理领域应用非常广泛。但是在喷涂超大面积零件时，效率较低，施工时间长。因为目前世界上主流的先进的超音速火焰热喷涂喷枪的焰流尺寸不大，一般直径都在20毫米以下。超高速焰流速度需要喷枪燃烧系统具有很高的温度和压力，所以强行提高超音速火焰焰流尺寸，会对喷枪燃料和氧气的供给以及燃烧状况提出非常高的要求，同时喷枪冷却系统的负担也会极大增加。因此如果只是把枪体的尺寸简单的增大，会造成燃烧室燃烧不充分，温度分布均匀，水冷系统负担重，枪体温度高，粉末受热不均匀等很多问题，想要达到超音速火焰热喷涂的工艺要求，具有很大的技术难度和安全隐患。如果将多把超音速火焰喷枪同时工作进行喷涂，多喷枪火焰之间又会产生相互干扰，相互污染等影响，从而影响涂层性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了突破现有技术瓶颈，解决超音速热喷涂超大零件时，效率不够的问题。提供了一种多燃烧室，大焰流尺寸，大功率，高粉末沉积效率，高水冷效率的超音速火焰热喷涂喷枪、装置和制备涂层工艺。
[0004]本专利技术解决问题所采用的技术方案是：
[0005]一种多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪，包括喷枪壳体，在喷枪壳体内设置有包括拉瓦尔喷嘴、若干独立燃烧室、枪管的核心单元，在喷枪壳体外设置有水冷套；拉瓦尔喷嘴的扩张段末端口径与枪管口径匹配，二者紧固连接，拉瓦尔喷嘴的中段周向均匀开有若干通孔，每个通孔处安装一个独立燃烧室，高压空气及喷涂粉末由拉瓦尔喷嘴尾部进入拉瓦尔喷嘴腔内，独立燃烧室用于向拉瓦尔喷嘴腔内喷入油气混合气并点火，水冷套、喷枪壳体、核心单元之间形成多路双层水冷通道。
[0006]所述的枪管，其口径比传统的热喷涂喷枪枪管更大，与多功能拉瓦尔喷嘴扩张段末端口径匹配，底部与拉法尔喷嘴口紧密配合，通过紧固螺丝进行紧固，耐高温密封圈密封。所述枪管的口径尺寸范围为19mm
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33mm，且口径越大，枪管越长，长度宜在170mm～450mm；枪管一方面可提升焰流速度，另一方面使粉末有合适的时间受热，达到最佳的熔融状态。
[0007]枪管壳、枪体壳、枪体后盖构成喷枪壳体；所述的枪管壳与枪体壳螺纹密封连接，并且接触口使用橡胶密封圈密封，保证冷却水不泄露。枪管壳口与枪管口带有稳定支撑圈，提高枪管的稳定性和同轴度，避免枪管变形，提升枪管的寿命，同时用耐高温密封圈密封。
[0008]所述的水冷套通过螺纹连接在枪体壳上，并通过密封圈密封，保证出水回流的顺畅和密封。
[0009]所述的枪体壳是一个中空异形结构，确保喷枪的主体框架，与枪管壳和水冷套螺纹连接，密封圈密封，枪体壳尾部留有进水口的螺纹开孔。
[0010]所述的多功能拉瓦尔喷嘴外周留有多个轴对称的通孔，均匀分布，可与多个独立燃烧室紧密密封连接，构成连通空间。进一步地，多功能拉瓦尔喷嘴的侧面均匀分布很多小凸台，凸台表面与枪体壳内壁间隙配合，起到一定支撑的作用，同时小凸台与小凸台之间有沟槽，使冷却水能顺利流畅的通过，同时小凸台增加了多功能拉瓦尔喷嘴和独立燃烧室的冷却面积，使冷却效率大大提高。进一步地，多功能拉瓦尔喷嘴尾部内壁有一圈限位凸起，与耐高温陶瓷片接触，起到限定耐高温陶瓷片位置和移动的作用。
[0011]所述的多个独立燃烧室一面与多功能拉瓦尔喷嘴侧面通孔密封连接，一面与油气同轴喷射器密封连接；独立燃烧室数量优选控制在3～9个之间，主要作用就是将喷枪工作时所需的能量，通过大量的燃料多点分散燃烧，充分燃烧，从而获得更高的热效率。
[0012]所述的耐高温多孔陶瓷片开有两种多个通孔，一种通孔是让送粉针通过的，通孔有多个，并轴对称均匀分布在陶瓷片上，一种通孔是通高压空气的，通孔更多，更密，更小，并且轴对称均匀分布在陶瓷片上。
[0013]进一步地，多个送粉针和送粉针通孔作用是在很大送粉量情况下，使得送粉更有效率，更均匀，从而使得粉末受热更均衡。
[0014]进一步地，高压空气通孔作用一是给粉末加速，二是使粉末在焰流中分布的更加均匀。
[0015]进一步地，陶瓷片一面与拉瓦尔喷嘴内壁一圈限位凸起接触，一面与空气分离器接触，并通过空气分离器的密封圈密封。
[0016]进一步地，喷枪工作时，耐高温陶瓷片被加热到燃料燃点以上，具有连续点火功能，可极大的改善多功能拉瓦尔喷嘴内部的燃烧状态。
[0017]所述的空气分离器内部有很多通孔，使高压空气均匀地传输到多功能多孔陶瓷片，两端面边缘均设有凸起，一端凸起与陶瓷片密封接触，另一端凸起与枪体后盖密封接触，并且还开有多个螺纹孔，该螺纹孔与送粉针上的外螺纹配合，用于固定送粉针。
[0018]所述的送粉针依次穿过枪体后盖，空气分离器，耐高温陶瓷片的送粉针孔，与空气分离器中的螺纹孔配合紧固，在枪体后盖，空气分离器段可采用橡胶密封圈密封。送粉针数量根据独立燃烧室的数量和送粉量来确定，一般与独立燃烧室数量相等即可，送粉针口径通过喷涂粉末的种类和粒径来确定，送粉针位置根据焰流尺寸来布置。
[0019]所述的枪体后盖与枪体壳螺纹连接，开有多个进气孔，进水孔和送粉针孔。
[0020]所述的油气混合雾化器与油气同轴喷射器螺纹连接，密封圈密封；油气混合雾化器为密封的中空结构，内部带有多细孔的分离器，外部有进油口、进氧气口和点火针口，主要作用是将煤油和氧气充分的均匀的混合通过分离器雾化，并将油氧混合气送入油气同轴喷射器，喷射而出进入各个独立燃烧室中，
[0021]所述的油气同轴喷射器与独立燃烧室密封接触，与枪体壳螺纹连接，密封圈密封，内部开有同轴油气出口和点火针孔。
[0022]喷枪中还可设置有压力传感器等传感检测元件，此外该喷枪还可具有配套设备包
括：中央控制柜、带多个循环水泵的水冷机、带多个油泵的煤油控制箱、多个送粉器、能提供干净干燥高压空气的空压机和冷干机、高压氧气供给系统、点火装置，从而构成成套的热喷涂装置。
[0023]所述的带多个循环水泵水冷机，每个循环水泵带动的水冷回路都配套每个进水口和出水口，循环水泵和水冷回路的性能参数和数量以整个系统的产生热量为准，要求能保持喷枪连续工作时的温度在合理温度范围。
[0024]所述的带多个油泵的煤油控制箱，每个油泵对应每个独立燃烧室，构成一个喷枪燃烧系统，煤油供给可外接煤油管路或者外接煤油储存箱。
[0025]所述的多个送粉器具有多个送粉罐和送粉管路，但是微机控制系统集成到中央控制箱上，送粉罐和送粉管路的数量与送粉针数量相同，能充分承担和分解大送粉量的任务，并且送粉状态在多功能拉瓦尔喷嘴里会更加的均匀。
[0026]所述的空压机和冷干机提供干净干燥空气的压力和流量需满足本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪，其特征在于，包括喷枪壳体，在喷枪壳体内设置有包括拉瓦尔喷嘴、若干独立燃烧室、枪管的核心单元，在喷枪壳体外设置有水冷套；拉瓦尔喷嘴的扩张段末端口径与枪管口径匹配，二者紧固连接，拉瓦尔喷嘴的中段周向均匀开有若干通孔，每个通孔处安装一个独立燃烧室，高压空气及喷涂粉末由拉瓦尔喷嘴尾部进入拉瓦尔喷嘴腔内，独立燃烧室用于向拉瓦尔喷嘴腔内喷入油气混合气并点火，水冷套、喷枪壳体、核心单元之间形成多路双层水冷通道。2.根据权利要求1所述的多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪，其特征在于，所述的枪管口径为19mm～33mm。3.根据权利要求1所述的多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪，其特征在于，所述的独立燃烧室为筒状结构，一端与拉瓦尔喷嘴上的通孔密封连接，另一端依次安装有油气同轴喷射器和油气混合雾化器，油气混合雾化器用于将燃料和氧气混合均匀并雾化后送入油气同轴喷射器，从而喷射入独立燃烧室中，油气混合雾化器及油气同轴喷射器上对应的开设有贯穿的点火针孔用于将点火针伸入至独立燃烧室中。4.根据权利要求1所述的多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪，其特征在于，所述的独立燃烧室共3～9个均布于拉瓦尔喷嘴周向。5.根据权利要求1所述的多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪，其特征在于，所述的拉瓦尔喷嘴尾部依次设置有耐高温多孔陶瓷片和空气分离器，空气分离器与耐高温陶瓷片上对应的开设有若干轴对称均匀分布的送粉针孔用于将送粉针伸入至拉瓦尔喷嘴腔内，空气分离器上均布有通孔用于将高压空气均匀的传输至耐高温多孔陶瓷片，耐高温多孔陶瓷片上均布有细孔用于将高压空气均匀传输至拉瓦尔喷嘴腔内。6.根据权利要求5所述的多燃烧室大功率高效率超音速火焰热喷涂喷枪，其特征在于，拉瓦尔喷嘴内壁设有一圈限位凸起，空气分离器两端边缘均具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小明，张凯，惠希东，赵坚，方勇，刘伟，霍嘉翔，伏利，苏建灏，
申请(专利权)人：水利部杭州机械设计研究所，
类型：发明
国别省市：