[实用新型]一种超音速火焰喷枪

说明书

技术领域

本实用新型涉及表面工程热喷涂技术领域，尤其是一种超音速火焰喷枪。

背景技术

利用可燃气体或液体燃料在氧气助燃剂的参于下燃烧，获取高温的超音速焰流，以熔融喷涂粉末，在制备高熔点金属或金属陶瓷优质涂层方面取得突破性发展。

但是，现有的超音速火焰喷枪，大多基于高温高速的设计理念，追求高温软化喷涂粉末以达到功能性涂层的涂覆。为了提高焰流的热能，需要大量的燃气、煤油和氧气能源和复杂的控制系统。因此，设备投资和运行成本都比较高。由于高温（＞２６００℃），粉末在焰流中被熔融、氧化、成份分解而无法获得理想的优质涂层。涂层冷却收缩形起层间拉应力增加而发生开裂和脱壳。也由于高温以及选材等原因，枪体燃烧部分的构件如燃烧室、喷嘴等使用寿命是以小时计算，耗损大。

发明内容

针对目前超音速火焰喷涂枪存在的不足之处，本实用新型提出一种超音速火焰喷枪，包括：粉末注入器、火花塞、蜂窝陶瓷板、燃烧室、喷嘴、外壳、气体混合器、后盖 ，在后盖设有燃料进气口和粉末注入口，在燃烧室和喷嘴结合部设有空气进气口。

 本实用新型 采用压缩空气和燃料气体为燃烧能源，应用新型的燃烧系统，实现固体粒子喷涂，以获得高质量的金属、金属陶瓷功能涂层。有益效果是：

1.建立低温（≈１９００℃）高速（粉末粒子流速达到８００≈１０００ｍ／ｓ）固体粒子喷涂理念。采用压缩空气为助燃剂和丙烷、丙烯、天然气等燃料气为焰流的燃烧能源，以降低焰流温度。采用大容积的燃烧室和小口径的喷嘴实现爆燃大比例压缩效应，使焰流和粉流增速。由此，获得孔隙率、氧化物含量均小於１％的致密涂层，也没有出现涂层和粉末成分分介现象。由于实现低温（低於粉末的熔融温度）高速高动能的固体粒子喷涂，粉末粒子没有熔融，因此也不存在涂层冷却凝固阶段，层间不产生拉应力，相反由于固体粒子在高动能的驱使下撞击工件，在涂层间造成大的压应力，由此涂层的硬度和结合强度得到进一步提高，更适宜于厚涂层喷涂。

⒉ 该喷枪采用空气冷却。不需水冷却系统，简化了喷枪结构，节约了水资源。

⒊ 压缩空气系统的综合利用，压缩空气由高温的燃烧室和喷嘴结合部输入，压缩空气向前冷却喷嘴；压缩空气向后冷却燃烧室外壳，受热的压缩空气一部分和燃料气混含送入燃烧室燃烧，提高了燃烧功率，取得节能降耗的效果。

4.用材优化，提高易损件使用寿命，在燃烧系统零件以钢代铜，采用耐热钢代替紫铜，以喷嘴为例，喷涂ＷＣ粉末，由几小时延长到二个月以上。

5.  采用蜂窝陶瓷板和电火花全功率点火引燃，简化操作，保持持续燃烧功能，稳定喷枪工作。

附图说明

图1 是本实用新型的超音速火焰喷枪的剖视图。

 其中：1-粉末注入器；2-火花塞；3-蜂窝陶瓷板；4-燃烧室；5-喷嘴；6-外壳；7-气体混合器；8-后盖。

具体实施方式

 如图1所示，是空气燃料超音速火焰喷涂系统的喷枪。包括：粉末注入器1、火花塞2、蜂窝陶瓷板3、燃烧室4、喷嘴5、外壳6、气体混合器7和后盖8，在后盖设有燃料进气口和粉末注入口，在燃烧室和喷嘴结合部设有空气进气口。采用压缩空气为助燃剂和丙烷、丙烯、天然气等燃料气为焰流的燃烧能源，以降低焰流温度。采用大容积的燃烧室和小口径的喷嘴实现爆燃大比例压缩效应，使焰流和粉流增速。该喷枪采用空气冷却。不需水冷却系统，压缩空气由高温的燃烧室和喷嘴结合部输入，压缩空气向前冷却喷嘴；压缩空气向后冷却燃烧室外壳，受热的压缩空气一部分和燃料气混含送入燃烧室燃烧，提高了燃烧功率，余热利用节能增效，简化了喷枪结构。本实用新型超音速火焰喷枪实现固体粒子喷涂，以获得高质量的金属、金属陶瓷功能涂层。运行成本仅为煤油超音速火焰喷枪的1／3。