一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪的制作方法

1.本实用新型涉及爆炸喷涂技术领域，具体涉及一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪。


背景技术：

2.爆炸喷涂是将燃气(一般为乙炔)及氧化剂(富氧空气或氧气)预混后送入一端封闭、另一端开口的密封圆管内，由点火器引爆混气产生高温高压气流来加温、加速喷涂颗粒，使其高速轰击到基体表面形成涂层的工艺。
3.研究表明，相较于超音速火焰喷涂、等离子喷涂等，爆炸喷涂技术制备的涂层性能更加优异，适用于能源工业、航空航天等工作环境较为恶劣的领域，但爆炸喷涂装置尺寸大(长约1.2米)、灵活性低等因素限制了其对诸如燃气轮机、航空发动机燃烧室内部等操作环境受限结构的喷涂工作。这些不足严重限制了爆炸喷涂技术的进一步应用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪。
5.本实用新型采用如下技术方案来实现的：
6.一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪，包括弯曲段和水冷套管，所述弯曲段两端开口，一端与爆炸喷涂装置相连，另一端作为熔融态喷涂颗粒的出口；所述弯曲段用于改变所述熔融态喷涂颗粒的飞行路径，使其以设定角度轰击到待喷涂工件表面形成涂层；所述弯曲段外部设有所述水冷套管，用于冷却所述弯曲段。
7.本实用新型进一步的改进在于，所述弯曲段的出口截面与所述爆炸喷涂装置轴线成135-165度夹角，使所述熔融态喷涂颗粒从所述弯曲段出口飞出后与所述待喷涂工件表面成15-45度夹角，并以此角度轰击到所述待喷涂工件表面。
8.本实用新型进一步的改进在于，弯曲段出口截面的中心距待喷涂工件表面75-150毫米。
9.本实用新型进一步的改进在于，爆炸喷涂装置通过机械臂沿待喷涂工件轴线伸入其内部。
10.本实用新型进一步的改进在于，所述弯曲段的弯曲半径为所述爆炸喷涂装置内径的2-4倍。
11.本实用新型进一步的改进在于，所述弯曲段的内径及壁厚与所述爆炸喷涂装置保持一致，且两者通过法兰连接。
12.本实用新型进一步的改进在于，所述弯曲段的加工工艺及加工精度满足使用要求，确保内壁面光滑连续。
13.本实用新型进一步的改进在于，该末端喷枪用于对小尺寸工件的内部进行喷涂。
14.本实用新型至少具有如下有益的技术效果：
15.在实际生产过程中，熔融态喷涂颗粒只能沿爆炸喷涂装置的轴向飞行，对于一些中、小型航空发动机及燃气轮机燃烧室的内壁，爆炸喷涂装置因尺寸过大而无法放入其中进行喷涂工作，只能改用其他热喷涂技术。为了改善上述状况，本装置在正常工作时，已燃气体携带熔融态喷涂颗粒由爆炸喷涂装置飞至弯曲段，在弯曲段内壁面的限制下改变飞行轨迹，使熔融态喷涂颗粒从弯曲段出口飞出后与待喷涂工件表面成15-45度角，并以此角度轰击到工件表面形成涂层。在此过程中，已燃气体和熔融颗粒混合在一起运动，两者间存在相互作用力，能够使熔融颗粒及时改变飞行方向，因此弯曲段内不会形成颗粒堆积。此外，熔融态喷涂颗粒的飞行角度变化较小，由此产生的动能损失能够接受。本装置在未显著增加爆炸喷涂装置复杂程度并且未显著降低涂层性能的情况下，改善了爆炸喷涂装置的使用条件，可使其对中、小型燃烧室的内部结构进行喷涂工作，提升了爆炸喷涂技术的实用性。
附图说明
16.图1为适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪示意图；
17.图2为喷涂较大尺寸工件内部时的工作示意图。
18.附图标记说明：
19.1为爆炸喷涂装置，2为弯曲段，3为待喷涂工件，4为熔融态喷涂颗粒，5为水冷套管。
具体实施方式
20.下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步描述。
21.如图1所示，本实用新型公开了一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪，包括弯曲段2和水冷套管5，所述弯曲段2两端开口，一端与爆炸喷涂装置1借助法兰相连，另一端作为熔融态喷涂颗粒4的出口。所述弯曲段2用于改变所述熔融态喷涂颗粒4的飞行路径，使其以设定角度轰击到待喷涂工件3表面形成涂层。所述弯曲段2外部设有所述水冷套管5，用于冷却所述弯曲段2。
22.所述弯曲段2的出口截面与所述爆炸喷涂装置1轴线成135-165度夹角，使所述熔融态喷涂颗粒4从所述弯曲段2出口飞出后与所述待喷涂工件3表面成15-45度夹角，并以此角度轰击到所述待喷涂工件3表面，确保所述熔融态喷涂颗粒4撞击后的凝固及扁平化过程中不会产生飞溅，并确保所述熔融态喷涂颗粒4的动能损失处于可接受范围内。
23.所述弯曲段2的弯曲半径为所述爆炸喷涂装置1内径的2-4倍，降低所述弯曲段2对爆轰波特性的影响，避免爆轰波在所述弯曲段2内传播时解耦。
24.所述弯曲段2的内径及壁厚与所述爆炸喷涂装置1保持一致，且两者通过法兰连接，方便装配及更换。
25.你实用新型在没有显著增加所述爆炸喷涂装置1复杂程度且未显著影响喷涂效果的情况下，改善了所述爆炸喷涂装置1的使用条件，可使其对小尺寸工件的内部进行喷涂，提升了爆炸喷涂技术的实用性。
26.实施例1如图1所示，工作前需控制机械臂将爆炸喷涂装置1沿待喷涂工件3轴线伸入其内部，使弯曲段2出口截面的中心距待喷涂工件3表面75-150毫米，随后配合工件夹持装置的旋转及轴向进动过程，即可完成待喷涂工件3内壁的涂层制备工作。该装置工作时，
已燃气体携带熔融态喷涂颗粒4由爆炸喷涂装置1飞至弯曲段2，在弯曲段2内壁面的限制下改变飞行轨迹，使熔融态喷涂颗粒4从弯曲段2出口飞出后与待喷涂工件3表面成15-45度夹角，并以此角度轰击到待喷涂工件3表面形成涂层。本装置在未显著增加爆炸喷涂装置1复杂程度并且未显著降低涂层性能的情况下，改变了以往因爆炸喷涂装置1尺寸大、熔融态喷涂颗粒4只能沿轴向飞行导致的工作受限情况，改善了爆炸喷涂装置1的使用条件，使其能够对中、小型燃烧室的内部结构进行喷涂，提升了爆炸喷涂技术的实用性。
27.实施例2如图1、图2所示，当待喷涂工件3尺寸较大，但又无法使整个爆炸喷涂装置1放入其内部时，可按图2所示位置进行喷涂。在喷涂前，调节机械臂使弯曲段2出口截面与待喷涂工件3轴线平行，保持弯曲段2出口截面距待喷涂表面75-150毫米，使熔融态喷涂颗粒4从弯曲段2出口飞出后能够垂直轰击到待喷涂表面。当待喷涂工件3轴向尺寸较大，且需对远离其出口的内壁面进行喷涂时，由于结构限制无法继续使弯曲段2出口截面与待喷涂工件3轴线保持平行，需依靠工件夹持装置的旋转及机械臂的进动调节，使弯曲段2出口截面由与待喷涂工件3轴线平行逐渐变成与轴线成设定角度，即爆炸喷涂装置1由图2所示位置变为图1所示位置。在角度逐渐改变过程中，爆炸喷涂装置1也同时工作，两者的精确配合可在待喷涂工件3的内壁面成功制备涂层。
28.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。


技术特征：
1.一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪，其特征在于，包括弯曲段(2)和水冷套管(5)，所述弯曲段(2)两端开口，一端与爆炸喷涂装置(1)相连，另一端作为熔融态喷涂颗粒(4)的出口；所述弯曲段(2)用于改变所述熔融态喷涂颗粒(4)的飞行路径，使其以设定角度轰击到待喷涂工件(3)表面形成涂层；所述弯曲段(2)外部设有所述水冷套管(5)，用于冷却所述弯曲段(2)。2.根据权利要求1所述的一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪，其特征在于，所述弯曲段(2)的出口截面与所述爆炸喷涂装置(1)轴线成135-165度夹角，使所述熔融态喷涂颗粒(4)从所述弯曲段(2)出口飞出后与所述待喷涂工件(3)表面成15-45度夹角，并以此角度轰击到所述待喷涂工件(3)表面。3.根据权利要求2所述的一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪，其特征在于，弯曲段(2)出口截面的中心距待喷涂工件(3)表面75-150毫米。4.根据权利要求2所述的一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪，其特征在于，爆炸喷涂装置(1)通过机械臂沿待喷涂工件(3)轴线伸入其内部。5.根据权利要求1所述的一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪，其特征在于，所述弯曲段(2)的弯曲半径为所述爆炸喷涂装置(1)内径的2-4倍。6.根据权利要求1所述的一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪，其特征在于，所述弯曲段(2)的内径及壁厚与所述爆炸喷涂装置(1)保持一致，且两者通过法兰连接。7.根据权利要求1所述的一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪，其特征在于，所述弯曲段(2)的加工工艺及加工精度满足使用要求，确保内壁面光滑连续。8.根据权利要求1所述的一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪，其特征在于，该末端喷枪用于对小尺寸工件的内部进行喷涂。

技术总结
本实用新型公开了一种适用于爆炸喷涂装置的末端喷枪，包括弯曲段和水冷套管。弯曲段一端与爆炸喷涂装置末端连接，另一端为出口，其截面与爆炸喷涂装置轴线成135-165度夹角，且其内径、壁厚均与爆炸喷涂装置相同。弯曲段上设置水冷套管对其冷却，降低壁面温度。该装置在工作时，已燃气体携带熔融态喷涂颗粒从爆炸喷涂装置飞行到弯曲段后，受到弯曲段内壁面的限制改变飞行方向，使熔融态喷涂颗粒以设定角度轰击到待喷涂工件表面形成涂层。本实用新型在未显著增加爆炸喷涂装置复杂程度的条件下，可使爆炸喷涂装置对小尺寸工件的内部进行喷涂，改善了因其尺寸较大而无法在受限空间工作的状况，提升了爆炸喷涂技术的实用性。提升了爆炸喷涂技术的实用性。提升了爆炸喷涂技术的实用性。


技术研发人员：夏家兴 肖俊峰 李晓丰 王玮 王峰 高松 胡孟起 夏林 连小龙 王一丰
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2022.07.29
技术公布日：2022/12/6