[发明专利]一种内孔等离子喷涂的排尘、防尘、冷却装置

说明书

技术领域

本发明属于热喷涂技术领域，具体涉及一种内孔等离子喷涂的排尘、防尘、冷却装置。

背景技术

等离子喷涂是利用等离子焰(非转移型等离子弧)将引入的喷涂粉末加热到熔融或半熔融状态，并在等离子焰的作用下，高速度地撞击到经处理过的基材表面上，然后摊平、铺展，最终形成具有层片状结构的涂层。

内孔等离子喷涂是一种在圆孔(或筒)内壁制备涂层的等离子喷涂方法。当需要喷涂的圆孔较深时，就需要采用专用内孔等离子喷枪，在内孔环境中实施喷涂。内孔等离子喷枪的等离子射束与喷枪的轴线呈90°角。上世纪七十年起Metco公司先后研制出3MBT、7MT、7MST、11MB四种内孔喷枪，随后国内外相继出现了多种内孔等离子喷枪，如作者与清华大学研制出的QZNI高能内孔等离子弧喷枪，熵科尔应用技术研究所研制出的BT-NI型大内孔喷枪，Sulzer-Metco公司研制出旋转式等离子内孔喷枪Rota plasma 500系统，以及国际上新出现的PTWA内孔喷涂系统。这些喷枪的研制，为内孔喷涂的研究与发展提供了条件，并在一些领域进行了应用研究。

但是采用内孔喷枪进行常规的工艺方法制备的涂层，涂层质量难以达到理想的程度。其中一个非常重要的原因就是内孔喷涂环境与外圆喷涂有很大差别，特别是内孔较深时尤为明显。内孔喷涂空间狭小，高温等离子焰流的热量不容易散出，造成环境温度高，基体和喷枪都容易过热；烟尘、粉尘排出困难且在排出过程中也会严重污染涂层，造成内孔涂层质量得不到保证。

为此，迫切地需要本领域技术人员开发出一款内孔等离子喷涂的排尘、防尘、冷却装置。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于降低内孔等离子喷涂过程中内孔喷枪和内孔工件的温度，保证喷枪长时间工作的可靠性以及降低内孔工件中气流干扰和粉尘污染的内孔等离子喷涂的排尘、防尘、冷却装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种内孔等离子喷涂的排尘、防尘、冷却装置，该装置包括抽风隔尘筒、抽风机、冷却气喷嘴和冷却气环I和支架，

所述抽风隔尘筒呈上端封闭、下端开口的筒形，位于其上部一侧的圆筒通过铝箔软管与抽风机相连通；伸入到抽风隔尘筒内部的内孔喷枪与抽风隔尘筒一起固定于升降机构的横臂上，通过升降机构带动内孔喷枪和抽风隔尘筒做垂直上下运动、并对固定于旋转机构上的内孔工件的内壁进行喷涂；

所述固定于圆筒上的冷却气喷嘴在内孔工件外部对内孔喷枪喷射在内孔工件内壁上的射流斑点进行局部降温；

所述套在抽风隔尘筒外部的冷却气环I通过支架固定于升降机构的立柱上，所述内孔工件与抽风隔尘筒之间留有间隙，通过冷却气环I上开设的开孔向该间隙内吹冷却气，以实现对内孔工件的冷却和防尘。

其中，所述抽风隔尘筒的下部、与内孔喷枪的射流方向相对的部位开有一圆孔，从内孔喷枪喷射出的射流通过该圆孔对内孔工件的内壁进行喷涂。

其中，所述圆孔的直径为50～70mm。

其中，所述支架由铜管组成，所述支架的铜管与冷却气环I相连通，从支架钢管的开口端向冷却气环I中通入冷却气；所述冷却气环I上的开孔方向向下、并向内倾斜30～60°。

其中，所述冷却气环I距离内孔工件上边缘为5～20mm，所述冷却气环I的内径比抽风隔尘筒的外径大10～20mm。

其中，所述内孔工件的外部套设有固定于支架上的冷却气环II、冷却气环III和冷却气环IV，上述三个冷却气环分别与组成支架的钢管相连通，并且每个冷却气环上均开设有用于向内孔工件吹冷却气的若干开孔，所有开孔的方向均与内孔工件的外壁相对。

其中，所述冷却气环II、冷却气环III和冷却气环IV由上至下均匀固定在内孔工件外部，上述三个冷却气环的内径相等，且内径均比内孔工件的外径大10～20mm，所述抽风隔尘筒的外径比内孔工件的内径小5～10mm。

其中，所述内孔工件通过卡具固定于旋转机构上，所述卡具为上、下开口的筒形，其侧壁上开设有若干圆孔，以便于新鲜空气进入内孔工件的内部。

其中，所述冷却气喷嘴在内孔工件外部吹冷却气的部位与内孔喷枪喷射在内孔工件内壁上的射流斑点处相对应。

其中，所述冷却气喷嘴固定于冷却气喷嘴延长杆的下端，并通过悬挂组件III将冷却气喷嘴延长杆固定于抽风隔尘筒的圆筒或横臂上，从冷却气喷嘴延长杆的上端通入冷却气，以实现冷却气喷嘴在内孔工件外部对内孔工件内壁上的射流斑点处的局部降温。