[发明专利]一种可调温的燃气流喷塑装置

说明书

本发明涉及一种塑料粉末的热喷涂装置。

众所周知，在金属或非金属基体表面喷塑，可以使基体获得优良的耐腐蚀性能，如现有的热浸涂和静电喷涂等方法，但这些方法均需在封闭空间中作业，而且需要专门的加热装置中塑化，所以不适合大面积喷涂作业。为此，国内外先后又发展了一种火焰喷塑技术，它采用燃烧火焰隔空气幕帘对粉末射流进行加热至半熔或熔化状态，受热的塑料粉末撞击到基体的表面形成塑料涂层，可适用于大面积喷涂作业，但由于所采用的是侧向间接加热方式，因此很难恰当地掌握塑料粉末的受热程度，常常引起塑料粉末的欠熔或过熔，所以不能保证涂层的质量。为此，产业部门要求科技工作者对此作出改进或提供新的喷涂技术，以满足大规模喷塑作业的要求。

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺点，提供一种可调温的气流喷塑装置（简称喷枪），它不仅能有效地控制塑料粉末的加热程度，使喷塑过程中的塑料粉末可控地达到充分熔化的程度，从而保证了喷涂的质量，而且它对工件的大小无限制，能较方便地对工件进行大面积喷涂作业。

本发明的构思是这样的：

鉴于塑料相对于金属或陶瓷材料来讲，其熔点比较低，所以塑料的熔化并不需要在很高的温度场中吸收很多热量，而且由于塑料的熔化温度范围较窄，因此要求加热的温度平稳均匀。为此，发明人设想使塑料粉末在可控的高温燃烧产物气流中受热熔化的方法，只要适度调控燃气流的温度，并严格限制燃烧火焰不与塑料粉末接触，塑料粉末的熔化程度就能得到控制，从而有效地保证了喷塑涂层的质量。

本发明亦是这样实现的：

以完全预混的燃气燃烧所产生的高温气流（简称燃气流）为热源，采用环型燃烧器使火焰限制在较短的环型燃烧室中，燃气流经引入冷气来调控温度后（简称调温燃气流），再由收缩、扩张型喷管（类似于文丘里结构）喷出；塑料粉末从装置的中心借助压缩气体输送到调温燃气流中并受热熔化，塑料熔滴随调温燃气流一起以高速撞击到待喷涂的工件表面形成塑料涂层。由于燃气流的温度场比较容易控制，所以塑料粉末能达到充分熔化的程度，从而可靠地保证了涂层的均匀性。

本发明在调控燃气流温度场方面采取了三条技术措施：

（1）控制进入环型燃烧室的燃气与空气的体积比，当空气体积正好是所输入燃气恰好完全燃烧所需要的空气量时，火焰温度最高，当空气过量时，火焰温度就会降低，燃气流的温度也随之降低。

（2）采用二次气体掺混技术来调节燃气流的温度，即向燃烧后所产生的高温燃气流中输入冷气并使其混合。冷气输入量越大，则燃气流的温度降得越多。

（3）通过收缩、扩张型喷管的截面尺寸的变化来调节气流温度场。当气流通道的截面积变化时，气流的速度和温度等参数也随之变化。塑料粉末的受热过程主要是在喷枪的扩张管内进行，随着喷管截面积增大，气流速度下降，而温度升高，这一温升正好部分地弥补了由于喷管壁散热所造成的温降，从而使塑料粉末在受热过程所经历的温度环境趋于比较均匀，塑料粉末既不会过熔，亦不会欠熔，做到恰到好处。

总之，本发明根据塑料熔点相对较低的特点，采用温度可控的燃气流对塑料粉末进行加热，使得塑料粉末在不被烧焦的前提下能够充分熔化，当塑料熔滴随调温燃气流离开喷枪出口并高速撞击到工件表面时，不仅能够形成致密的涂层，而且涂层与工件基体之间的结合强度很高。另外，喷涂过程无干粉飞散，对环境无污染，涂层一次成型，不必二次塑化，所以本发明可适用于大面积喷涂作业。

下面将结合附图进一步阐明本发明的内容。

附图  为本发明所说的一种可调温的燃气流喷塑装置主体结构的示意图。

其中：

1.可燃性气体入口管（简称入口管），它的一端固接在增压扩张管[31]上，并通过增压扩张管[31]与可燃性气体环型分配室外壳[11]相固接。

2.手柄，它通过可燃性混合气入口管[1]和冷却水进口管[32]定位，并活套在其上。

3.环型冷却水夹套，指由环型冷却水夹套外壳[30]与可燃性气体环型喷口的外壳[13]所形成的环型空间。

4.二次冷气入口管，它的一端固接在二次冷气环型分配室[9]上。

5.冷却水出口管，它的一端固接在中心冷却水夹套[23]上。

6.后端盖，它是中心冷却水套管[23]一端的密封盖，同时将中心送粉管[7]的一端与冷却水入口管[8]的一端予以定位固接。

7.中心送粉管，它设置于喷枪的中心，它的一端固接定位在后端盖[6]上，另一端固接在二次冷气掺混区锥形内壳[26]上。