三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置，包括气体分配盒、橡胶软管、密封圈、气流喷嘴背板和气流喷嘴，其中气体分配盒有一个进气口和三个出气口，出气口上装有气体调压阀；气流喷嘴背板表面有三个同轴的环道，每个环道有两个进气口；气流喷嘴表面有三道周向均布的气孔与气流喷嘴背板的三个环道对应；靠近圆心的气孔侧壁开有通槽，中间的气孔为一台阶通孔，最外圈的气孔与中间的气孔外型一致；气源与气体分配盒的进气口相连，三个出气口通过橡胶软管分别与气流喷嘴背板三个环道上的进气口相连通，气流喷嘴扣在气流喷嘴背板上并固定，环道之间用密封圈隔开；本实用新型专利技术适用于大气等离子喷涂特殊粉体时的气氛控制。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置，用于大气等离子喷涂特殊粉体时的气氛控制，属于表面工程

技术介绍
大气等离子喷涂(APS)是获得表面功能涂层的有效手段，具有生产效率高、涂层质量好、喷涂材料范围广、成本低等优点。因此，近几十年来，该技术的进步和生产应用发展很快，现已广泛应用于核能、航空航天、石化、机械等领域。但是在制备一些特种材料涂层的时候，粉末经过等离子体加热，自身温度升高，甚至达到熔点以上，由于大气等离子喷涂周围环境为大气环境，粉末在飞行过程中以及形成涂层的瞬间，极易与空气中的氧、氮等气体发生反应，生成大量的氧化物或氮化物，造成原始粉末自身的改变，不仅影响了涂层的使用性能，而且会造成涂层的结合强度等力学性能的下降，在使用过程中过早的失效。目前，国内外解决等离子喷涂过程中粉末发生反应的问题时，主要采用的方法是低压等离子喷涂或者真空等离子喷涂，但是，基于等离子喷涂过程中难免遇到零件冷却以及除尘的问题，以上两种方法实现较为困难，生产成本大大提高，在复杂工况下无法达到目的，另外，对零件的形状以及大小要求较为苛刻。国内外有关气氛控制的装置多为简单气体罩，且用于电弧喷涂以及涂料喷涂领域而非等离子喷涂领域。 为此，需要找到一种方法，在保证粉末颗粒飞行状态以及涂层质量的前提下，使这 些特殊粉末材料在等离子喷涂过程中与周围的大气环境隔绝开来以防止有害反应的产生。
技术实现思路
本技术提供一种三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置，能通过装置中气流 喷嘴背板的环道形成在等离子弧以及粉末束流周围的特定气体环境，使高温粉末颗粒与大 气隔绝以防止有害反应的产生。 —种三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置，包括气体分配盒、橡胶软管、密封 圈、气流喷嘴背板和气流喷嘴，外围设备为气源和离子喷枪；其中气体分配盒一侧设置一个 管状进气口 ，垂直方向设置三个管状出气口 ，管状出气口上安装气体调压阀；气流喷嘴背板 为空心圆盘状，表面有三个同轴的环道，每个环道设置两个进气口 ；气流喷嘴为环型壳状金 属构件，其表面有三道周向均布的气孔与气流喷嘴背板的三个环道对应；靠近圆心的气孔 侧壁开有与圆心轴线平行的通槽，中间的气孔为一台阶通孔，与环道对应的孔是大孔，最外 圈的气孔与中间的气孔外型一致；气源为氮气、二氧化碳或惰性气体中的一种；其连接关 系为气源与气体分配盒的管状进气口相连，三个管状出气口通过橡胶软管分别与气流喷 嘴背板三个环道上的进气口相连通，气流喷嘴扣在气流喷嘴背板上并固定，环道与环道之 间采用密封圈隔开，离子喷枪固定安装在气流喷嘴背板的中心。 工作方式工作时，气源将气体通过管状进气口充入气体分配盒中，然后依次通过 管状出气口 、橡胶软管和气流喷嘴背板的进气口进入气流喷嘴背板的三个环道中，通过气体调压阀控制各自管状出气口上气压力的大小；由于三个环道彼此为密闭环境，气体只能通过各自环道上方的气流喷嘴上的气孔排出，因此形成三层同轴保护气流。有益效果本技术在保证涂层质量的基础上，能有效阻止粉末在喷涂过程中与空气中的氧、氮等元素反应；同时为等离子喷涂设备平台提供了一种有效的冷却手段；可随离子喷枪自由移动，以适应复杂形状的零件以及复杂轨迹；本技术还可以使涂层内的氧化物和氮化物大幅减少，获得致密的涂层，进而提高涂层的质量与使用寿命。附图说明图1是本技术三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置的气体分配盒结构示 图2是本技术三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置的气流喷嘴背板结构 示意图 图3是本技术三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置的气流喷嘴结构示意 图 图4是本技术三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置的整体结构示意图 其中l-管状进气口、2-气体分配盒、3-管状出气口、4-气体调压阀、5-气流喷嘴 背板、6_进气口 、7-气流喷嘴具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步说明 图1为气体分配盒结构示意图，气体分配盒一侧设置一个管状进气口 l，垂直方向 设置三个管状出气口 3，管状出气口 3上安装气体调压阀4，图2为气流喷嘴背板5结构示 意图，气流喷嘴背板5为空心圆盘状，表面有三个同轴的环道，每个环道设置两个进气口 6 ; 如图3所示，气流喷嘴7有三道周向均布的气孔，靠近圆心的气孔沿圆周均布50个，气孔直 径为4mm，侧壁宽度为2mm的通槽，气流进入①4mm孔后，沿通槽喷出，方向为等离子喷枪径 向，为等离子束流提供第一层保护气流；中间的气孔为一台阶通孔，沿圆周均布50个，台阶 孔大孔直径为6mm，小孔直径为2mm;最外圈的气孔与中间的气孔外型和尺寸一致，沿圆周 均布60个。气流喷嘴7与气流喷嘴背板5通过螺钉配合连接，环道与环道之间采用密封橡 胶圈隔开，防止不同压力条件下，气体漏气影响保护气氛环境，离子喷枪则固定安装在气流 喷嘴背板的中心。 气源与气体分配盒2的管状进气口 l相连，三个管状出气口 3通过橡胶软管分别 与气流喷嘴背板5三个环道上的进气口 6相连通。 工作时，气源将氮气通过管状进气口 l充入气体分配盒2中，然后依次通过管状出 气口 3、橡胶软管和气流喷嘴背板5的进气口 6进入气流喷嘴背板5的三个环道中，通过气 体调压阀4控制各自管状出气口 3上气压力的大小；由于三个环道彼此为密闭环境，气体只 能通过各自环道上方的气流喷嘴7上的气孔排出，因此形成三层同轴保护气流。权利要求一种三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置，包括气体分配盒(2)、橡胶软管、密封圈、气体调压阀(4)、气流喷嘴背板(5)和气流喷嘴(7)，外围设备为气源和离子喷枪；其特征在于气体分配盒(2)一侧设置一个管状进气口(1)，垂直方向设置三个管状出气口(3)，管状出气口(3)上安装气体调压阀(4)；气流喷嘴背板(5)为空心圆盘状，表面有三个同轴的环道，每个环道设置两个进气口(6)；气流喷嘴(7)为环型壳状金属构件，其表面有三道周向均布的气孔与气流喷嘴背板(5)的三个环道对应；靠近圆心的气孔侧壁开有与圆心轴线平行的通槽，中间的气孔为一台阶通孔，与环道对应的孔是大孔，最外圈的气孔与中间的气孔外型一致；其连接关系为气源与气体分配盒(2)的管状进气口(1)相连，三个管状出气口(3)通过橡胶软管分别与气流喷嘴背板(5)三个环道上的进气口(6)相连通，气流喷嘴(7)扣在气流喷嘴背板(5)上并固定，环道与环道之间采用密封圈隔开，离子喷枪固定安装在气流喷嘴背板(5)的中心。2. 如权利要求1所述的一种三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置，其特征在于所述 的气源为氮气、二氧化碳或惰性气体中的一种。专利摘要本技术涉及一种三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置，包括气体分配盒、橡胶软管、密封圈、气流喷嘴背板和气流喷嘴，其中气体分配盒有一个进气口和三个出气口，出气口上装有气体调压阀；气流喷嘴背板表面有三个同轴的环道，每个环道有两个进气口；气流喷嘴表面有三道周向均布的气孔与气流喷嘴背板的三个环道对应；靠近圆心的气孔侧壁开有通槽，中间的气孔为一台阶通孔，最外圈的气孔与中间的气孔外型一致；气源与气体分配盒的进气口相连，三个出气口通过橡胶软管分别与气流喷嘴背板三个环道上的进气口相连通，气流喷嘴扣在气流喷嘴背板上并固定，环道之间用密封圈隔开；本技术适用于大气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三环道等离子喷涂多功能气氛控制装置，包括气体分配盒（２）、橡胶软管、密封圈、气体调压阀（４）、气流喷嘴背板（５）和气流喷嘴（７），外围设备为气源和离子喷枪；其特征在于：气体分配盒（２）一侧设置一个管状进气口（１），垂直方向设置三个管状出气口（３），管状出气口（３）上安装气体调压阀（４）；气流喷嘴背板（５）为空心圆盘状，表面有三个同轴的环道，每个环道设置两个进气口（６）；气流喷嘴（７）为环型壳状金属构件，其表面有三道周向均布的气孔与气流喷嘴背板（５）的三个环道对应；靠近圆心的气孔侧壁开有与圆心轴线平行的通槽，中间的气孔为一台阶通孔，与环道对应的孔是大孔，最外圈的气孔与中间的气孔外型一致；其连接关系为：气源与气体分配盒（２）的管状进气口（１）相连，三个管状出气口（３）通过橡胶软管分别与气流喷嘴背板（５）三个环道上的进气口（６）相连通，气流喷嘴（７）扣在气流喷嘴背板（５）上并固定，环道与环道之间采用密封圈隔开，离子喷枪固定安装在气流喷嘴背板（５）的中心。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柳彦博，马壮，周芳集，王富耻，倪川皓，杜仲，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]