一種高頻爆震熔射裝置的制作方法

本實用新型涉及工業機械鑄造領域，尤其涉及一種高頻爆震熔射裝置。

背景技術：

石油化工領域中，機械設施的金屬表面耐磨、防腐工藝至關重要，其直接影響設備的正常運行、使用壽命以及安全生產。

金屬設備表面的耐磨技術通常采用熱噴涂技術，是制備金屬合金涂層、陶瓷涂層、金屬-陶瓷涂層的成熟方法，其中，等離子噴涂焰流加熱溫度8000-10000℃左右，粉末粒子飛行速度約200米/秒左右，涂層結合強度約30-50MPa，等離子噴涂焰流溫度高幾乎可以噴涂各種陶瓷及金屬粉末材料，但其結合強度不夠高；超音速火焰噴涂(HVOF)焰流加熱溫度在2800-3200℃左右，粉末粒子飛行速度500-800米/秒，涂層結合強度約60-70MPa，超音速火焰噴涂其涂層雖然結合強度高但由于焰流溫度低只能噴涂金屬粉末或金屬-碳化物粉末，對于氧化物粉末無法實現真正的熔化級噴涂；傳統的爆炸噴涂如D-gun，在噴涂中粉末粒子可以被加熱到3140-4200℃左右，粉末粒子飛行速度達到820米/秒，結合強度可達80-150MPa，爆炸頻率4-10次/秒，D-gun可以融化噴涂氧化物陶瓷粉末如氧化鋁、氧化鋯等，但是爆炸噴槍的槍管長度達到1米左右槍上還帶有電機凸輪機構，槍體重量上百公斤左右，無法實現機器人靈活把持噴槍操作復雜曲面零件，故只能噴一些軸類和平面，由于傳統爆炸噴涂爆炸頻率低，涂層是由炮斑搭接疊加形成，涂層呈現圓斑凹凸狀，影響后期拋光，故傳統爆炸噴涂的應用受到限制。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種體積小、靈活度高及噴涂的涂層強度高的高頻爆震熔射裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種高頻爆震熔射裝置，包括燃燒室，所述燃燒室連接噴射部與進氣部，所述燃燒室與噴射部連接段的相對側設有設有送粉針，所述燃燒室的側壁上設有點火裝置，所述進氣部包括可燃氣輸氣端與氧氣輸氣端，所述噴射部包括噴射管與推進噴口。

進一步的，所述燃燒室設置在進氣部與噴射部之間，所述進氣部分為兩個均與噴射部連通的腔室，所述可燃氣輸氣端與氧氣輸氣端分別設置在兩個腔室內，所述送粉針穿過進氣部置于燃燒室內。

進一步的，所述進氣部的兩個腔室與燃燒室之間均設有單向閥。

進一步的，所述噴射管為直管，其直徑小于燃燒室的直徑，所述噴射管與所述燃燒室的出口連接，該出口與燃燒室的側壁的延長線呈40°夾角。

進一步的，所述推進噴口為廣口型，其側壁與所述噴射管的側壁的延長線形成40°的夾角。

進一步的，所述進氣部設置在燃燒室與噴射部之間，所述進氣部為筒狀連接體，所述可燃氣輸氣端與氧氣輸氣端均為設置在進氣部側壁內的多條輸氣管。

進一步的，所述可燃氣輸氣端與氧氣輸氣端沿所述進氣部側壁傾斜設置，其進氣口均朝向所述燃燒室一側。

進一步的，所述噴射部的的噴射管為直管，其管徑與所述燃燒室的直徑相同。

進一步的，所述推進噴口為廣口型，其側壁與所述噴射管的側壁的延長線形成40°的夾角。

進一步的，所述燃燒室、進氣部與噴射部均為可拆卸連接。

本實用新型的有益效果是：本實用新型采用直接向燃燒室內通入燃燒氣體的結構，并經過噴射部直接熔射，其結構緊湊、設計合理，且體積輕便，便于噴涂機器人的靈活操縱；同時，小口徑的噴射部或者反向送氣的設計，有效的提高可燃氣在燃燒室內的震爆次數，進而對粉末產生加熱和高壓推力，保證噴涂后形成耐磨涂層的結合強度。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的高頻爆震熔射裝置的第一實施例的剖面結構圖；

圖2是本實用新型實施例提供的高頻爆震熔射裝置的第二實施例的剖面結構圖。

圖中：1、燃燒室；2、噴射部；3、進氣部；4、送粉針；5、點火裝置；6、可燃氣輸氣端；7、氧氣輸氣端；8、噴射管；9、推進噴口；10、腔室；11、單向閥。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，僅僅表示本實用新型的選定實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型涉及一種高頻爆震熔射裝置，包括燃燒室1，燃燒室1連接噴射部2與進氣部3，燃燒室1與噴射部2連接段的相對側設有設有送粉針4，燃燒室1的側壁上設有點火裝置5，進氣部3包括可燃氣輸氣端6與氧氣輸氣端7，噴射部2包括噴射管8與推進噴口9。

如圖1所示，圖1示出了本實用新型的第一種實施方式的結構圖，其中，燃燒室1設置在進氣部3與噴射部2之間，進氣部3分為兩個均與噴射部2連通的腔室10，可燃氣輸氣端6與氧氣輸氣端7分別設置在兩個腔室10內，送粉針4穿過進氣部3置于燃燒室1內。

作為進一步優選的實施方式，進氣部3的兩個腔室10與燃燒室1之間均設有單向閥11，單向閥11的目的是使氣源在內部經燃燒后形成負壓的情況下持續補充氣體助燃，并防止燃燒爆震后膨脹的噴涂粉末沖進腔室10內。

進一步優選的，噴射管8為直管，其直徑小于燃燒室1的直徑，噴射管8與燃燒室1的出口連接，該出口與燃燒室1的側壁的延長線呈40°夾角，其形成的小出口能夠使可燃氣在燃燒室1內多次爆震，噴涂噴涂粉末的溫度以及噴射速度，增大涂層的強度。

更進一步優選的，推進噴口9為廣口型，其側壁與噴射管8的側壁的延長線形成40°的夾角，其能夠正大噴射出粉末的噴涂面積，提高效率。

本實施例由于燃燒室1的內徑大于噴射管8的管徑，使燃燒混合氣能夠在燃燒室1內多級爆震，提升粉末的噴射溫度以及噴射速度，尤其適用于大型器件的表面耐磨、防腐的表面作業，如汽機、水輪機等的轉輪。

如圖2所示，圖2示出了本實用新型的第二種實施方式的結構圖，其中，進氣部3設置在燃燒室1與噴射部2之間，進氣部3為筒狀連接體，可燃氣輸氣端6與氧氣輸氣端7均為設置在進氣部3側壁內的多條輸氣管，在進氣部3的內壁的多個出氣口環形排布，且在進氣部3的外側均設有對應的單向閥11。

其中，燃燒室1的為可拆卸設置。

進一步優選的，可燃氣輸氣端6與氧氣輸氣端7沿所述進氣部3側壁傾斜設置，其進氣口均朝向所述燃燒室1一側，傾斜設置的氣源在其輸氣時，氣流在燃燒室1內的匯集點與點火裝置5的垂直點相對，便于點火后能夠迅速爆震，氣體持續輸入，增加爆震次數，提升粉末溫度與噴射速度。

優選地，可燃氣輸氣端6的出氣口設置在靠近燃燒室1的一側。

更進一步優選的，噴射部2的的噴射管8為直管，其管徑與所述燃燒室1的直徑相同，直管的噴射通道使粉末的噴射速度與爆震后的速度相當，提高小面積噴涂后圖層的強度。

作為進一步優選的實施方式，推進噴口9為廣口型，其側壁與噴射管8的側壁的延長線形成40°的夾角，其能夠正大噴射出粉末的噴涂面積，提高效率。

優選地，推進噴口9的長度略小于噴射管8的長度，其能夠增大小面積噴涂的均勻程度。

進一步的，燃燒室1、進氣部3與噴射部2均為可拆卸連接。

本實施例的采用直管噴涂，相對噴涂面積較小，更適用于小型設備表面的耐磨、防腐，如氣輪機的片、離心泵葉輪、以及水輪機的導葉等。

本實用新型基本工作步驟包括：將燃燒室1充滿氧氣與可燃氣的混合物氣體，通過高頻脈沖的點火裝置5激發燃燒室1高溫爆震波；高溫爆震波在燃燒室1內疊加傳遞，高頻爆震波載著噴涂粉末從槍管噴口端推出；把燃燒產物通過一個清空過程從燃燒室1中排出，致使燃燒室1內形成負壓，此時，單向閥11開啟，氧氣與可燃氣的混合物氣體再次進入燃燒室1，點火裝置5再次點火形成高溫爆震波，最后噴出形成循環噴涂的過程。這樣周而復始，高頻爆震熔射便可不斷地工作了。這種由進氣到燃燒、排氣的循環過程進行得很快，一秒鐘大約可達40-80次，可以產生連續的火焰推力，肉眼可見馬赫數范圍3-10個。

最后應說明的是：以上所述的各實施例僅用于說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。