專利名稱：氣動(dòng)噴涂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉末材料氣動(dòng)噴涂裝置，可用在機(jī)械制造業(yè)及其它工業(yè)用來制造使加工表面有不同性能的涂層、保護(hù)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、機(jī)械及機(jī)構(gòu)不受腐蝕及腐蝕介質(zhì)的作用，可提高材料的性能，特別對于用于生產(chǎn)目前科學(xué)及工程技術(shù)要求的具有特種性能的材料及發(fā)展相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)具有實(shí)際的重要性。
這些問題可通過不同的方法解決，其中有氣動(dòng)噴涂粉末涂層的方法，它們是基于把粉末注射入氣流中，和把用于涂料的最終的氣體-粉末混合物加速到超音速(RU1618782,RU1618778)。為了提高粉末的利用系數(shù)及噴涂的質(zhì)量，在供入超聲噴嘴前，氣體-粉末混合物加熱到低于粉末材料熔點(diǎn)的溫度(RU1773072,WO91/19016,RU2038411)。
為實(shí)施這些方法，使用了一些裝置，包括一壓縮氣體源，一氣體加熱裝置，一供粉器，該供粉器與氣體加熱裝置的進(jìn)口(RU16035811)或混合室連接，混合室裝在超聲噴嘴前面(RU1674585,WO91/19016,RU2010619)。
在第一種情形下，粉末材料與加熱裝置的發(fā)熱元件接觸，導(dǎo)致粉末顆粒材料的氧化及粘到加熱元件上。
在第二種情形下，粉末材料不通過氣體加熱裝置，但是與第一種情形一樣，粉末必須穿過噴嘴的最窄部分(喉部)，該部分特別受到粉末材料的磨損，特別是使用剛性粉末(金屬、陶瓷顆粒等)。主要是喉部確定了超聲噴嘴的操作及裝置的效率。
這種設(shè)計(jì)是相當(dāng)笨拙的，因?yàn)榛旌鲜沂欠珠_的元件，供粉器應(yīng)當(dāng)設(shè)成密封的，和在壓力下工作，因此有相當(dāng)?shù)闹亓俊?br> 在加熱裝置和噪聲噴嘴之間的混合室導(dǎo)致附加的加熱損失，這意味著要更大的功率用來加熱空氣及在超聲噴嘴進(jìn)口保持預(yù)定的溫度。
這導(dǎo)致裝置的工作中有更大的危險(xiǎn)，因?yàn)樵诠┓燮髅芊獾恼w性破壞的情形下，粉末會在高壓下冒出。
本發(fā)明的目的是提供一種氣動(dòng)噴涂裝置，其提高了噴嘴組件的操作的穩(wěn)定性及延長使用壽命，可減少能量消耗以維持在超聲噴嘴進(jìn)口的空氣溫度，增加操作的安全性及減輕裝置的重量。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種噴涂粉末材料的裝置，包括一個(gè)壓縮空氣源，它通過氣體管道與加熱裝置連接，氣體加熱裝置的出口與超聲噴嘴進(jìn)口相連，噴嘴的超聲部分通過管道與供粉器出口相連。
與已知的裝置相比，這種噴涂結(jié)構(gòu)沒有噴嘴喉部的磨損，因而可以增加裝置的工作穩(wěn)定性。由于粉末不穿過喉部，因此不會造成磨損，不改變其特點(diǎn)及因此不影響噴嘴組件及裝置的性能，因此工作穩(wěn)定性增加。
當(dāng)使用剛性金屬或陶瓷粉末時(shí)，在噴嘴的超聲部分，噴嘴壁發(fā)生磨損，而在噴嘴喉部不會發(fā)生磨損。由于超聲噴嘴的性能(特別是空氣流、馬赫數(shù)等)主要由喉部面積確定，僅僅噴嘴的超聲部分的磨損，則比當(dāng)粉末在噴嘴的前方噴射到室中或到噴嘴的亞音聲部分的情形，可使噴嘴的工作狀態(tài)更慢地改變。因而使噴嘴有更長的工作壽命。
在這種情形下，不需要混合室，使設(shè)計(jì)筒化，及減輕了裝置的重量，而加熱裝置與噴嘴進(jìn)口連接允許消除混合室中的熱損失。
把供粉器與噴嘴的超聲部分連接允許供粉室保持比噴嘴進(jìn)口更低的低壓，因?yàn)樵贚aval(超聲)噴嘴的超聲部分比亞音速部分的壓力低。這使得供粉器重量減小并增加了工作的安全性。
裝置的設(shè)計(jì)允許使用空氣，代替壓縮空氣把粉末從供粉器供到噴嘴。這樣更加減輕了裝置的重量及增加了工作的安全性，因?yàn)檫@種情形下，供粉器不需要密封。為此，在粉末噴入噴嘴處，應(yīng)保持低于大氣的壓力以使粉末由空氣流來傳送。
為了使粉末被空氣有效地傳送，在噴嘴和供粉器管道連接處超聲噴嘴的橫截面積與喉部的面積的關(guān)系按下面公式
Si/Sk≥1.3po+0.8式中Si-在噴嘴和供粉器管道連接處超聲噴嘴的橫截面積；Sk-超聲噴嘴喉部的面積；Po-在超聲噴嘴進(jìn)口處的全氣壓，Mpa。
通過下面參照示意地表示本發(fā)明的裝置的附圖對實(shí)施例的詳細(xì)說明可對本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)更清楚。


圖1示意地示出了本發(fā)明的實(shí)施例。
本發(fā)明的裝置包括一壓縮空氣源1，該空氣源通過氣體管道2與加熱裝置3連接，加熱裝置的出口與超聲噴嘴4的進(jìn)口相連，其中喉部(超聲部分)5的外面一部分通過管道6與供粉器7連接。
在工作中，來自壓縮空氣源1的壓力為Po的壓縮空氣通過管道2傳送到加熱裝置3加熱到要求的溫度。加熱的空氣進(jìn)入超聲噴嘴，在其中加速到每秒幾百米的速度。
粉末材料從供粉器7中通過管道6傳到噴嘴的超聲部分5，在該部分卷入氣流中，并且在噴嘴段從進(jìn)口加速到出口。在噴嘴中供粉器管道6與超聲噴嘴4連接處的橫剖面，保持低于大氣的靜壓力，保證帶著粉末的空氣從供粉器有效地卷入。
如果在粉末噴入噴嘴處的超聲噴嘴的橫截面超過喉部一定的倍數(shù)，該部分的壓力可以保持低于大氣壓。許多試驗(yàn)及計(jì)算表明為了裝置有效地工作，在噴嘴及供粉器管道的連接處超聲噴嘴的橫截面積與喉部的關(guān)系為Si/Sk≥1.3po+0.8式中Si-在噴嘴和供粉器管道連接處超聲噴嘴的橫截面積；Sk-超聲噴嘴喉部的面積；Po-在超聲噴嘴進(jìn)口處的全氣壓，Mpa。
該設(shè)計(jì)保證了供粉器有(高于大氣壓的)過分的壓力，這又提高了供粉器操作的安全性及簡化了供粉器的維護(hù)。
本發(fā)明的裝置可用來噴涂粉末材料使表面有各種性能，如表面的抗腐蝕性、耐熱性、耐輻射性等。本裝置也可用于噴涂裝飾涂料。
權(quán)利要求
1．一種噴涂粉末材料的氣動(dòng)噴涂裝置，包括一個(gè)壓縮空氣源，它通過氣體管道與加熱裝置相連；一個(gè)供粉器及一個(gè)超聲噴嘴，其特征在于所述的氣體加熱裝置與超聲噴嘴進(jìn)口直接相連，噴嘴的超聲部分通過管道與供粉器出口相連。
2．按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于供粉器是不密封的，在噴嘴和供粉器管道連接處超聲噴嘴的橫截面積與喉部的面積的關(guān)系按下面公式Si/Sk≥1.3po+0.8式中Si-在噴嘴和供粉器管道連接處超聲噴嘴的橫截面積；Sk-超聲噴嘴喉部的面積；Po-在超聲噴嘴進(jìn)口處的全氣壓，Mpa。
全文摘要
氣動(dòng)噴涂裝置,包括一個(gè)壓縮空氣源,通過氣體管道與加熱裝置相連;加熱裝置的出口與超聲噴嘴進(jìn)口相連,噴嘴的超聲部分通過管道與供粉器相連。壓縮空氣源的壓力P
文檔編號C23C26/00GK1235648SQ97199188
公開日1999年11月17日 申請日期1997年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月18日
發(fā)明者亞歷山德拉·I·卡希林, 奧列格·F·克爾于夫, 鐵木爾·V·布澤迪格 申請人:O·O·O·奧布寧克粉末噴涂中心