專利名稱：超音速火焰噴涂噴槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱噴涂技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超音速火焰噴 涂噴槍。
背景技術(shù)：
自1982年超音速火焰噴涂(HV0F)技術(shù)開(kāi)發(fā)成功并于1985年在工
業(yè)中得到應(yīng)用以來(lái)，由于其涂層結(jié)合強(qiáng)度高，孔隙率低，涂層硬度高， 殘余應(yīng)力低，在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，已成為熱噴涂中一種非常重要 的噴涂工藝。在HVOF噴涂系統(tǒng)中，最重要的設(shè)備是噴槍，噴槍的設(shè)計(jì) 水平?jīng)Q定整個(gè)系統(tǒng)的性能。目前的HVOF噴涂裝置，在設(shè)備組成上主要 包括噴槍、控制柜、冷水機(jī)組、送粉器。由于噴槍工作在高溫狀態(tài)， 必需有冷卻水的循環(huán)冷卻，所以一般均配備功率較大的冷水機(jī)組。而 所有的HVOF噴涂裝置，設(shè)備均很龐大，控制柜和冷水機(jī)組體積都很大， 且冷水機(jī)組的致冷量在45KW左右，整個(gè)系統(tǒng)占用場(chǎng)地大，電網(wǎng)負(fù)荷大， 且因系統(tǒng)龐大復(fù)雜而限制其應(yīng)用范圍。隨著技術(shù)的進(jìn)步，尤其是噴槍 技術(shù)的發(fā)展，焰流溫度、粒子速度、噴涂效率等都越來(lái)越高，噴槍內(nèi) 部的燃燒環(huán)境更為殘酷，冷卻問(wèn)題一定程度上制約了噴槍的發(fā)展?，F(xiàn)
有噴槍所用的冷卻結(jié)構(gòu)多為內(nèi)壁光滑的雙層的冷卻套結(jié)構(gòu)，如專利 200420086360. X所用方案即為典型代表。在該冷卻通道內(nèi)，冷卻水的
流動(dòng)為典型的軸流，傳熱效率低，隨著噴槍的發(fā)展，噴槍所承受的溫 度越來(lái)越高，尤其火焰噴涂時(shí)所承受的燃燒室壓強(qiáng)也越來(lái)越大，應(yīng)用 新的高效的冷卻結(jié)構(gòu)勢(shì)在必行。
實(shí)用新型內(nèi)容
為克服現(xiàn)有噴槍冷卻系統(tǒng)的不足，本實(shí)用新型提供一種超音速火 焰噴涂噴槍，特別是超音速火焰噴涂噴槍中采用的獨(dú)特的冷卻結(jié)構(gòu)， 從而提高對(duì)流放熱系數(shù)，增強(qiáng)換熱量、降低噴槍壁溫、延長(zhǎng)噴槍壽命。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是超音速火焰噴涂噴槍，包括燃燒 室和噴管，燃燒室一端通過(guò)呈陡然縮擴(kuò)形的拉伐爾噴管與噴管連接，
燃燒室和燃燒室殼體之間、噴管和噴管殼體之間的冷卻通道內(nèi)設(shè)有螺 旋狀導(dǎo)流葉片，噴管的一端設(shè)有冷卻液入口，燃燒室殼體外壁端頭和 /或燃燒室內(nèi)壁端頭設(shè)有冷卻液出口，螺旋狀導(dǎo)流葉片的初始螺旋方 向與冷卻液出入口方向一致。
所述的螺旋狀導(dǎo)流葉片為連續(xù)或者間隔排列，其螺距為噴管殼體
或燃燒室殼體直徑的0. 9 ~ 1. 2倍。
本實(shí)用新型的有益效果是，可用燃料或者氧化劑本身做冷卻液； 同現(xiàn)有超音速噴涂噴槍冷卻結(jié)構(gòu)相比，可以簡(jiǎn)化冷卻系統(tǒng)，強(qiáng)化冷卻 液擾動(dòng)，提高對(duì)流放熱系數(shù)，達(dá)到增強(qiáng)換熱量、降低噴槍壁溫、延長(zhǎng) 噴槍壽命的目的。而且在提高噴槍冷卻效果的同時(shí)完成了燃料或氧化 劑的預(yù)熱,增強(qiáng)霧化效果，使燃燒更為穩(wěn)定、充分。實(shí)驗(yàn)證明，合理運(yùn) 用本實(shí)用新型可使傳熱量達(dá)到普通軸流冷卻的兩倍以上。本實(shí)用新型 成功解決了超音速噴涂噴槍的冷卻問(wèn)題，使噴槍及噴涂系統(tǒng)小型化和 便攜性能提高，也可用在其他管道冷卻場(chǎng)合。本實(shí)用新型方便生產(chǎn)、 加工，易于實(shí)施。

圖l為本實(shí)用新型實(shí)施例l結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1:
超音速火焰噴涂噴槍，包括燃燒室l、噴管2，燃燒室殼體l一 端通過(guò)呈陡然縮擴(kuò)形的拉伐爾噴管3與噴管2連接，燃燒室1和燃燒 室殼體4之間、噴管2和噴管殼體5之間設(shè)有螺旋狀導(dǎo)流葉片或者螺 紋6,螺旋狀葉片或螺紋6可以連續(xù)也可以是間隔排列長(zhǎng)細(xì)比小的 噴槍，宜釆用連續(xù)的螺旋狀導(dǎo)流葉片6;長(zhǎng)細(xì)比大的噴槍，宜采用間 隔排列的短螺旋狀導(dǎo)流葉片6;螺旋狀導(dǎo)流葉片6的螺距為噴管殼體 5或燃燒室殼體4直徑的0.9~1.2倍。噴管殼體5的一端設(shè)有冷卻 液入口 7,冷卻液入口 7通過(guò)調(diào)節(jié)閥D1連接冷卻液容器10，燃燒室 1內(nèi)壁端頭設(shè)有呈對(duì)稱霧化噴嘴設(shè)計(jì)的冷卻液出口 8，燃燒室殼體4 外壁端頭設(shè)有另一冷卻液出口 9，冷卻液出口 9通過(guò)調(diào)節(jié)閥D2連接冷 卻液容器10,螺旋狀導(dǎo)流葉片6初始螺旋方向與冷卻液出入口方向 一致，冷卻液采用噴槍用燃料或氧化劑。通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)閥Dl的調(diào)節(jié)滿
足不同工況的冷卻需要,通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)閥D2的調(diào)節(jié)滿足不同工況的燃 料或氧化劑供應(yīng).以煤油燃料為例，煤油從油箱(冷卻液容器)10經(jīng) 電機(jī)油泵R、調(diào)節(jié)閥D1、壓力表P1、流量計(jì)F1、溫度計(jì)tl進(jìn)入噴管 殼體5—端的冷卻液入口 7，通過(guò)螺旋冷卻通道后， 一部分從燃燒室 1內(nèi)壁端頭的呈對(duì)稱霧化噴嘴設(shè)計(jì)的冷卻液出口 8呈霧化液滴進(jìn)入燃 燒室參與燃燒,另一部分從燃燒室殼體4外壁端頭的出口 9流出噴槍， 經(jīng)調(diào)節(jié)閥D2、壓力表P2、流量計(jì)F2、溫度計(jì)t2流回油箱(冷卻液 容器)10。流量計(jì)F1、 F2讀數(shù)之差即為供應(yīng)燃燒的煤油量。本實(shí)用 新型噴槍直接利用液體煤油燃料做冷卻劑，這樣即可省去體積龐大的 大功率冷水機(jī)組，真正實(shí)現(xiàn)噴涂設(shè)備的便攜性。而且在提高噴槍冷卻 效果的同時(shí)完成了燃料或氧化劑的預(yù)熱，增強(qiáng)霧化效果,使燃燒更為 穩(wěn)定、充分。 實(shí)施例2:
本實(shí)用新型的另 一種實(shí)施方式是燃燒室殼體4外壁端頭設(shè)有冷 卻液出口 9,冷卻液釆用通用的水等冷卻劑，冷卻液入口 7通過(guò)溫度 計(jì)tl、壓力表連接高壓自來(lái)水源(冷卻液容器)10，冷卻液從出口 9 接溫度計(jì)t2排出。本實(shí)施例中的冷卻水可以換作煤油等其他冷卻液， 而不改變噴槍的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例在工程應(yīng)用中更易于實(shí)施，更具通用 性。
本實(shí)用新型顯著強(qiáng)化傳熱的機(jī)理是1，在相同的流量下，旋流 流體流過(guò)的距離比軸流流體要長(zhǎng)，故冷卻通道內(nèi)壁附近的局部流體速 度增加，對(duì)流傳熱系數(shù)也相應(yīng)增加；2,提高流體紊流度，從而增加 通過(guò)流體的紊流傳熱量；3，旋流中建立的離心力場(chǎng)加強(qiáng)分子的擴(kuò)散 作用、有利于對(duì)流傳熱。
本實(shí)用新型方便生產(chǎn)、加工，易于實(shí)施，也可在不改變噴槍原有 結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在原有冷卻通道內(nèi)加入螺旋狀導(dǎo)流葉片或螺紋6。
前面已詳述了本實(shí)用新型，閱讀和理解本說(shuō)明之后，本專業(yè)技術(shù) 人員顯然可做出各種修改和變化而并不超出本實(shí)用新型范圍。
權(quán)利要求1、超音速火焰噴涂噴槍，包括燃燒室(1)和噴管(2)，燃燒室(1)一端通過(guò)呈陡然縮擴(kuò)形的拉伐爾噴管(3)與噴管(2)連接，其特征在于燃燒室(1)和燃燒室殼體(4)之間、噴管(2)和噴管殼體(5)之間的冷卻通道內(nèi)設(shè)有螺旋狀導(dǎo)流葉片(6)，噴管(2)的一端設(shè)有冷卻液入口(7)，燃燒室殼體(4)外壁端頭和/或燃燒室(1)內(nèi)壁端頭設(shè)有冷卻液出口(8、9)，螺旋狀導(dǎo)流葉片(6)的初始螺旋方向與冷卻液出入口方向一致。
2、 如權(quán)利要求l所述的超音速火焰噴涂噴槍，其特征在于所 述的螺旋狀導(dǎo)流葉片(6)為連續(xù)或者間隔排列，其螺距為噴管殼體(5)或燃燒室殼體(4)直徑的0.9~1.2倍。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種超音速火焰噴涂噴槍，包括燃燒室和噴管，燃燒室和燃燒室殼體之間、噴管和噴管殼體之間的冷卻通道內(nèi)設(shè)有螺旋狀導(dǎo)流葉片。本實(shí)用新型可用燃料或者氧化劑本身做冷卻液，可以簡(jiǎn)化冷卻系統(tǒng)，強(qiáng)化冷卻液擾動(dòng)，提高對(duì)流放熱系數(shù)，達(dá)到增強(qiáng)換熱量、降低噴槍壁溫、延長(zhǎng)噴槍壽命的目的。而且在提高噴槍冷卻效果的同時(shí)完成燃料或氧化劑的預(yù)熱，增強(qiáng)霧化效果，使燃燒更為穩(wěn)定、充分。實(shí)驗(yàn)證明，合理運(yùn)用本實(shí)用新型可使傳熱量達(dá)到普通軸流冷卻的兩倍以上。本實(shí)用新型成功解決了超音速噴涂噴槍的冷卻問(wèn)題，使噴槍及噴涂系統(tǒng)小型化和便攜性能提高，也可用在其他管道冷卻場(chǎng)合。本實(shí)用新型方便生產(chǎn)、加工，易于實(shí)施。
文檔編號(hào)B05B7/16GK201064747SQ20072003225
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者韋江利, 黃偉偉 申請(qǐng)人:黃偉偉;韋江利