[发明专利]一种便携式低压冷喷涂装置

说明书

技术领域：

本发明属于冷喷涂设备技术领域，涉及一种用于防腐涂层制备和受损部件修复现场施工的便携式低压冷喷涂装置，适用于0.8-1.5MPa使用的超音速喷枪，提升材料的沉积效率。

背景技术：

俄罗斯专利1674585、美国专利6502767《advanced cold spray system》、美国专利6759085《methods and apparatus for low pressure cold spraying》和中国专利ZL00253384.7《超音速冷喷涂装置》均公开了低压冷喷涂设备及其使用方法，这些专利公开的低压冷喷涂设备的加热器和超音速喷嘴均集成在一起，降低热量在管道中的损失，最大限度在最小的体积内安排最大的电输入功率，满足喷涂需求；同时，通过下游虹吸式送粉，将粉末从下游稳定负压区送入，再配合电磁阀自动控制粉量，保证涂层质量均匀，这种结构无需使用特别的送粉器，减少了结构的复杂性，简化了设备，喷涂设备可加工铝、锌、镍、锡和铜合金及其复合材料等，专利覆盖的气体流量为15m³-20m³，由于加速能力低于普通的高压冷喷涂设备，其沉积主要是通过添加氧化物材料实现活化的，典型的工艺条件下效率仅为20%；从便携性和涂层性能来看，现有的商用冷喷涂设备已经满足各种现场施工的要求，但是材料的利用率和沉积效率很低，主要的缺点为沉积效率过低，其原因为：一是便携式冷喷涂设备的加热器实现手持，集成要求其重量和体积均足够小，导致加热器功率输入收到限制；二是加热器不是通过保温而是通过隔空散热保证加热器表面低温，导致热利用效率较低；三是气流量小导致前气室压力无法提高，限制了气流的加速能力，同时限制了沉积效率；四是现有的设备持续喷涂时间受到喷嘴的快速磨损限制，无法长时间连续加工；五是沉积效率仅为20%导致施工效率低下，延长施工工期；六是加热器采用电热丝加热，电热丝容易损坏，组装复杂，绝缘处理采用表面氧化工艺，对封装要求高。因此，设计一种便携式低压冷喷涂装置提升装置的效率和使用寿命，是目前冷喷涂领域内设备设计研究的重点方向。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种便携式低压冷喷涂装置，其气室入口压力为0.8-1.5MPa，25-35m³/h流量压缩空气的温度达到喷涂要求，工艺的沉积效率高，喷涂效率好。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括供气管路、加热器、第一送粉管、温控系统、送粉器、喷嘴和橡胶管；第一送粉管的一端通过橡胶管与送粉器管道式连接，橡胶管的长度根据实际需要选择，送粉器的送粉压力为0-1.5MPa，送粉粒径为5-50um，送粉量为0.5-2.5g/s；第一送粉管的另一端嵌入式安装在喷嘴内；喷嘴的下部安装制有加热器，加热器的输入功率为2.5-4.5kW可调，温度为300℃-550℃；喷嘴为同轴下游送粉喷嘴结构或侧向下游送粉喷嘴结构，喷嘴为同轴下游送粉喷嘴时，喷嘴和加热器之间成垂直状态；喷嘴为侧向下游送粉喷嘴时，喷嘴和加热器之间成平行状态；加热器的底部连接制有温控系统；供热管路与加热器固定连接，压缩空气通过供热管路进入加热器。

本发明的工作原理过程为：压力为0.8-1.5MPa的压缩空气通过供热管路进入加热器加热，气体压力在加热器的出口处保持进气的压力值；经过喷嘴的缩放管加速之后的气体在下游发展，在喷嘴的出口中心处的气体速度达到750-1300m/s，该气体将5-25um的铜、铝和锌粉末加速到400-650m/s，粉末在由喷嘴的出口喷出后撞击基体材料，发生塑性变形形成涂层。