專利名稱：多功能熱噴涂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種多功能的熱噴涂裝置，屬濺射法鍍覆領(lǐng)域，尤其是屬氣體燃焰粉末噴涂領(lǐng)域，包括噴槍、送粉器、控制箱和輸送軟管等幾部份。噴槍由噴咀、混氣器、控制閥、槍體和槍柄等部件組成，從內(nèi)層至外層同時分別噴出同軸圓錐臺形的粉末流、空氣流、火焰流和空氣流層。送粉器由筒體、筒蓋、集粉斗和輸粉管等組成，采用氣體輸粉結(jié)構(gòu)?？刂葡溆上潴w、控制閥和計量儀表等組成，輸出經(jīng)過調(diào)控適用的燃料氣、氧氣和壓縮空氣等多種氣體。
美國METCO公司的177號和259C號出版物(美國出版、中文版)《METCO 5P型粉末熱噴涂噴槍》和《METCO 6P－Ⅱ型生產(chǎn)用火焰噴槍》，公開了兩種極相似的火焰噴槍，以及送粉器和控制器組成的熱噴涂裝置。該裝置的目的是用燃燒氣體的火焰流來熔化從火焰流軸心部噴出的金屬、硬質(zhì)合金或陶瓷粉末流，并把它們噴涂在材料或設(shè)備的表面上，以改進(jìn)該表面的理化性能和外觀質(zhì)量。該裝置由噴槍、送粉器的控制器及其軟管等組成，其噴槍部份由噴咀、混氣器、控制閥以及槍體、槍柄、接管頭等構(gòu)成。噴咀分為三層，由三圈小孔組成不同直徑的同心圓構(gòu)成。中心層噴出粉末流，由送粉器借助空氣、氧氣、燃料氣或氮?dú)獾葰怏w采用重力加振動漏粉，射吸式噴氣送粉。緊包圍在粉末流外的是通過一圈火焰噴咀的小孔，噴出經(jīng)過混氣器充分混合的燃?xì)饣鹧媪?，用以加熱熔化粉末流。最外層設(shè)有一圈氣體噴咀孔，可噴出空氣、燃料氣、氧氣或氮?dú)獾榷喾N氣體。采用改變外層風(fēng)咀的正反面安裝的方法，可以獲得不同直徑的噴孔圈，從而獲得發(fā)散型和收斂型的噴氣流，分別起到對粉末流的發(fā)散和收斂、保護(hù)粉末免于過燒(使加速流過火焰區(qū))、并使涂層表面光潔或冷卻的效果。混氣器為虹吸式的混氣塞結(jié)構(gòu)，在圓柱形的塞上開有兩圈環(huán)形溝槽，與燃?xì)庀嗤ā喜蹆?nèi)沿圓周方向均布有若干徑向通孔，直通軸中心孔。兩溝槽之間和兩端用三個O形密封圈隔離和密封，以防回火。軸向中心孔內(nèi)射入壓力氧氣，由于虹吸作用，燃?xì)鈴膬蓽喜鄣膹较蚩妆晃?，形成虹吸式可燃?xì)獾幕鞖庀到y(tǒng)。該混合氣再射向前端的一塊不銹鋼板上(美國專利號3.530、892)，以吸取熱量和防止回火，再經(jīng)過軸向的縫隙通到火焰噴咀的入氣孔。噴槍的進(jìn)氣控制閥為一個單獨(dú)的圓柱形氣閥(美國專利號3.445、510)，安裝在槍體的后端。該閥由閥芯、閥體、O形密封圈和旋扭等組成。將該閥轉(zhuǎn)動到0°、45°或90°檔位上，閥上的大孔、小孔和無孔部位分別對準(zhǔn)閥體上的燃料氣的進(jìn)氣孔，從而獲得工作時的大氣流、暫停時保持余火的小氣流和斷氣熄滅的三檔位工作制的燃?xì)膺M(jìn)氣控制功能。METCO5P型和6P－Ⅱ型噴槍及其裝置的不足之處是，它們只有噴涂大多數(shù)金屬、硬質(zhì)合金和陶瓷等高熔點(diǎn)材料的功能，不具備噴涂聚乙烯、尼龍、環(huán)氧樹脂、四氟乙烯或巴氏合金等低熔點(diǎn)材料的功能。因為這些材料的熔點(diǎn)較金屬、陶瓷的要低得多，極易被過燒變質(zhì)，而噴槍的噴咀結(jié)構(gòu)對上述低熔點(diǎn)材料的加熱和過燒保護(hù)的調(diào)控能力都較差。裝置的送粉器也不適合輕質(zhì)非流動的塑料等粉末使用，因為用重力加振動的漏斗漏粉法不足以使塑料粉末均勻穩(wěn)定漏出，容易發(fā)生斷流或雪崩現(xiàn)象。另外，噴槍的混氣器的控制閥結(jié)構(gòu)也較繁雜，而效果一般。
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足而提供一種多功能熱噴涂裝置，它改進(jìn)了噴咀的結(jié)構(gòu)，在粉末流和火焰流之間增設(shè)了一層保護(hù)氣罩流層，以防止塑料等粉末過燒變質(zhì)；增設(shè)有一種適合塑料等輕質(zhì)非流動性粉末用的送粉器，并改進(jìn)了混氣器、集射吸進(jìn)氣和控制閥為一體，簡化了結(jié)構(gòu)，從而具有一套裝置既能噴涂金屬、陶瓷等高熔點(diǎn)材料的功能，又具有噴涂聚乙烯、環(huán)氧樹指、巴氏合金等低熔點(diǎn)材料的功能。
本實用新型的目的可以通過以下的措施來實現(xiàn)(a)在噴槍的粉末噴咀和火焰噴咀之間，增設(shè)一圈空氣噴咀，其軸向設(shè)計有一層圓柱管形的通道。通道的一端，經(jīng)過A－A斷面處的若干徑向和軸向小孔與噴咀外套內(nèi)通有壓縮空氣的環(huán)腔相通，通道的另一端與粉末噴咀端部上的一圈齒形槽相通，從而在粉末流周圍，噴出一層空氣流層，對粉末流形成保護(hù)氣罩。火焰通過該氣罩加熱內(nèi)層的粉末流，并通過對氣罩氣體的壓力和流量的調(diào)控，以滿足不同熔點(diǎn)特別是塑料等低熔點(diǎn)材料的最佳加熱溫度的需要，防止對塑料粉末的過燒變質(zhì)。
(b)噴槍的混氣器由混氣器芯和它的外套組成，后端插在槍體上，前端上插有噴咀部件。混氣器芯的軸心孔為粉末流通道，其外緣為圓柱體，其上開有螺旋溝槽，溝槽的一端與噴出的燃料氣和氧氣相通，溝槽的另一端與其前端的環(huán)狀槽相連，再從環(huán)形槽的軸向縫隙射入火焰噴咀的一圈入氣孔。該外套緊密套在該圈柱面上，形成封閉式的多圈螺旋管混氣流道，螺旋溝槽的斷面形狀可以為矩形、梯形或U形。燃料氣和氧氣經(jīng)過多圈螺旋管通道后， 可達(dá)到充分均勻混合的效果。這種混氣器的阻力小，結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，維修方便。
(c)噴槍的燃料氣和氧氣的引入和控制結(jié)構(gòu)設(shè)計成一體，由一個帶射吸式結(jié)構(gòu)的圓柱形控制閥來完成。控制閥由閥芯、閥芯套、堵頭、螺母和旋扭等組成，插裝入槍體的后端。閥芯套腹腔挖空，一端插入閥芯，另端作成V形腔，腔端與混氣器入孔相通，腔底與來自槍體的燃料氣人孔相接。閥芯的軸心孔作成由小到大的四個階梯通孔，最端頭的小孔作氧氣噴射孔，直指V形腔，組成燃料氣和氧氣的射吸式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，這種燃?xì)廨斎敕绞奖鹊葔菏捷敋獾膬?yōu)點(diǎn)是避免用高壓燃?xì)馄浚芍苯佑煤喴椎牡蛪阂胰舶l(fā)生器氣源。大徑孔的徑向開有通孔，與槍體上的氧氣入孔相通。在燃?xì)夂脱鯕獾臉岓w入孔兩端，共設(shè)有5個O形密封圈，分別起防漏和隔離作用。在閥芯和閥芯套的兩個B－B斷面上，且在相距槍體兩個燃?xì)馊肟椎耐惠S向剖面的25°和45°的另兩軸向剖面上，分別各鉆有兩個小孔，借助旋扭將閥芯及閥芯套轉(zhuǎn)動到0°、45°和90°三個檔位，從而達(dá)到燃料氣——氧氣的進(jìn)氣三檔位控制，即工作檔(大氣流)、暫停工作檔(小氣流、保持余火)和結(jié)束工作(斷氣熄滅)的目的。25°處的小孔的作用是防止在檔次轉(zhuǎn)換時不至造成斷氣熄滅而設(shè)置的。該控制閥結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小巧，集控制閥和射吸式進(jìn)氣為一體，使用方便，安全可靠。
(d)增設(shè)一種旋風(fēng)式送粉器，以適合塑料等輕質(zhì)非流動性的粉末使用。該送粉器由筒體、筒蓋、集粉斗和筒蓋上的支座等組成。集粉斗的輸粉管部分支承在支座上，集粉斗部分下面罩著粉末，與筒體的周圍邊緣用毛氈圈密封，集粉斗可隨粉末的增減而上下滑移。送粉氣流從支承上的孔眼進(jìn)入筒體，再從設(shè)置在集粉斗口邊的均布的一圈同一轉(zhuǎn)向的切線方向的噴咀噴出，射向罩內(nèi)的輕質(zhì)非流動粉末。使其隨風(fēng)卷起，并被壓入集粉管輸出到槍柄。筒體的底部設(shè)計成凸圓錐形，與集粉斗的圓錐角相當(dāng)，以便易于排送筒底的殘余粉末。
本實用新型還可以通過以下措施來實現(xiàn)
在混氣器芯的螺旋溝槽內(nèi)嵌放入一根圈距很長的圓柱形彈簧狀的金屬絲，使其燃?xì)狻鯕庠跍喜壑袦u流前進(jìn)，起到槍管中來福線的作用，達(dá)到充分混合的效果。
混氣器芯的外圓面為圓錐臺形，小端在噴咀側(cè)，其外套也以相同的錐角與其緊密相套，這將使螺旋溝槽的通道斷面愈來愈小，流速亦愈來愈大，起到防止回火的作用。
混氣器的前端環(huán)形溝槽內(nèi)嵌放有一卷盤形彈簧狀的金屬帶，使混合氣流經(jīng)過此帶層間間隙后再通過軸向縫隙進(jìn)入火焰噴咀。當(dāng)發(fā)生回火時，金屬帶起到吸收回火熱量，阻止繼續(xù)向后回火的作用。
以上幾個結(jié)構(gòu)可以按多種方式組合或分別采用在噴槍上。
附圖的圖面說明如下


圖1為噴槍的縱剖視示意圖；圖2為旋風(fēng)式送粉器縱剖視示意圖。
本實用新型將結(jié)合附圖所示的實施例作進(jìn)一步的說明。
圖1所示的噴槍， 在粉末流和火焰流之間增設(shè)有噴出保護(hù)氣罩的噴咀，采用了螺旋溝槽形的混氣器，設(shè)有帶射吸式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的圓柱形控制閥，以及槍體、槍柄等部分構(gòu)成。
噴咀部件的外套1的前端將風(fēng)咀3壓住，后端旋入螺母18，借助襯套5的軸向定距和支承， 與火焰噴咀4及安裝其內(nèi)的粉末噴咀6一起，用螺母2固定在混氣器芯8的端部，粉末噴咀的后端插入混氣器芯8的端部，粉末噴咀的后端插入混氣器芯8的頭部，從而組成噴咀部件。該部件的A－A斷面處分別設(shè)有4個φ1mm的軸向和徑向小孔。
混氣器芯8插入槍體17，用螺母18壓住并擰入槍體，柱簧9和盤簧7分別嵌入混氣器芯的螺旋溝槽和環(huán)形溝槽，螺旋溝槽的螺距為10～15mm，寬為5～6mm，深為4～6mm，圓錐面的錐角為2°～4°，拉簧為電爐絲拉長，或?qū)ｉT繞制的不銹鋼絲，盤簧為1～1.5mm厚的不銹鋼帶。槍體與混氣器芯的結(jié)合端面設(shè)有密封墊，燃?xì)狻鯕?、粉末氣和壓縮空氣等氣體流均通過此墊，起到相互隔離和防泄漏的作用。
帶射吸式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的圓柱形控制閥部件由閥芯套11、閥芯12、堵頭13、螺母14和旋扭15等組成，插入槍體的后端。在燃?xì)夂脱鯕獾臉岓w入口和之間，分別設(shè)置有5個O形密封圈。以防相互滲合和泄漏。借助旋扭15，轉(zhuǎn)動閥芯和閥芯套到0°、45°或90°擋位，槍體上的兩燃?xì)膺M(jìn)氣孔分別與閥芯和閥芯套上的大孔、小孔和無孔處相對，通入大流量、小流量和完全斷流，從而實現(xiàn)工作、暫停和熄滅的三檔位進(jìn)氣控制。兩B－B斷面的大孔為φ4～φ5mm，小孔為φ1mm，應(yīng)在相距25°和45°的各自的同一軸向剖面上。
圖2所示的旋風(fēng)式送粉器由支承19、項蓋20、筒體21和集粉斗22等部件組成。集粉斗的口部均布有4～6個同一轉(zhuǎn)向的切線方向的噴氣咀，直指集粉斗下罩著的粉末。
從送粉器送出的粉末氣流，通過槍柄端的接頭進(jìn)入槍體，再導(dǎo)至軸心孔，穿過混氣器芯，直達(dá)粉末噴咀。
從控制箱經(jīng)過壓力、流量調(diào)節(jié)并計量的燃?xì)?、氧氣和壓縮空氣等工作氣，分別從槍柄的另三個接管頭輸入槍體，其中燃?xì)夂脱鯕夥謩e進(jìn)入閥芯套11的V形腔和閥芯12的軸孔，經(jīng)射吸式進(jìn)氣的初混合后射入混氣器的螺旋溝槽，在該溝槽內(nèi)螺旋前進(jìn)、經(jīng)充分混合引至環(huán)形腔，經(jīng)盤簧間隙最后引至火焰噴咀。壓縮空氣或其他工作氣從槍體上的另一通道經(jīng)混氣器芯8端部和螺母18端部的小孔引入噴咀外套1內(nèi)的環(huán)形腔，一部分從風(fēng)咀噴出，形成最外層氣流，另一部分通過A－A斷面上的徑向和軸向的各4～6個φ1mm的孔眼進(jìn)入粉末噴咀6與火焰噴咀4之間的夾層環(huán)腔，噴出空氣流層，形成對粉末流層的保護(hù)氣罩。
根據(jù)噴涂材料的不同需要，可設(shè)置幾種風(fēng)咀、幾種粉末噴咀和選用適合的一種送粉器，并對送粉氣流和其他氣流的壓力和流量進(jìn)行調(diào)控和計量，找出最佳噴涂工藝參數(shù)并記錄、固定。進(jìn)氣圓柱形控制閥的檔位變換，不會導(dǎo)致選好整定的最佳工藝參數(shù)的改變。
本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果(a)用一套熱噴涂裝置，僅需選用適當(dāng)?shù)呐浼凸に噮?shù)，就可作噴涂金屬、硬質(zhì)合金、陶瓷等高熔點(diǎn)材料和聚乙烯、尼龍、四氟乙烯、環(huán)氧樹脂等多種低熔點(diǎn)塑料和巴氏合金?？梢栽诮饘俦砻鎳娡浚部稍诜墙饘俦砻鎳娡?，這是現(xiàn)有技術(shù)不具備的，且噴涂的效率高，涂層的質(zhì)量好。
(b)螺旋溝槽式的混氣器結(jié)構(gòu)能使燃料氣和氧氣充分混合，且阻力小，在相同條件下的對比試驗表明，本實用新型的燃?xì)饬髁靠蛇_(dá)1.4m3／h，比現(xiàn)有技術(shù)的提高40％；且燃燒充分，熱效率高，能成功地噴涂氧化鋁(2000℃)、氧化鉻(2265℃)、氧化鋯(2800℃)氧化鎢(2867℃)，涂層質(zhì)量好，附著力強(qiáng)，試片經(jīng)卷折、錘擊試驗不脫層，而現(xiàn)有技術(shù)實際上只能噴涂氧化鋁(2000℃)，它的說明書介紹的可噴涂氧化鋯(2800℃)，實際上很難實現(xiàn)。
(c)采用帶射吸式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的圓柱式控制閥，使噴槍與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，尺寸小，制造易，成本廉，使用和維護(hù)都很方便，特別適合現(xiàn)場和大型設(shè)備的表面防腐噴涂。
權(quán)利要求1.一種多功能的熱噴涂裝置，屬濺射法鍍覆領(lǐng)域，尤其是屬氣體燃焰粉末噴涂領(lǐng)域，由噴槍、送粉器、控制箱和輸送軟管等組成，所說的噴槍由噴咀、混氣器、控制閥、槍體和槍柄等組成，噴咀從內(nèi)層至外層分別同時噴出粉末流、火焰流和空氣流三層同軸圓錐臺形的流層；所說的送粉器由筒體、筒蓋、漏斗和輸粉管等組成，采用氣體輸粉結(jié)構(gòu)；所說的控制箱由箱體、控制閥和計量儀表等組成，輸出受控的燃料氣、氧氣和壓縮空氣等多種氣體，其特征是(a)在噴槍的粉末噴咀和火焰噴咀之間增設(shè)一圈空氣噴咀；(b)噴槍的混氣器由一個外徑上開有螺旋溝槽和環(huán)形溝槽的圓柱體形的混氣器芯和與它緊密相配的外套構(gòu)成；(c)噴槍的燃料氣--氧氣進(jìn)氣的三檔位控制閥與V形腔射吸式進(jìn)氣預(yù)混結(jié)構(gòu)為一體，由一個插入槍體后端的圓柱形閥門組成，借助旋鈕轉(zhuǎn)動該閥，對準(zhǔn)0°、45°或90°檔位，閥上的徑向大孔、小孔和無孔部位分別與槍體上的燃料氣和氧氣孔相對，并分道引入V形腔和噴射口；(d)增設(shè)一種適合輕質(zhì)非流動粉末(如塑料)用的旋風(fēng)式送粉器，它使進(jìn)入筒體的送粉氣流從設(shè)置在集粉斗邊緣的并沿圓周均布的一圈同一轉(zhuǎn)向的切線方向的噴口噴出，射向斗下罩住的輕質(zhì)非流動粉末，使其隨風(fēng)卷起，經(jīng)可隨粉末貯位的高低而上下滑移的輸粉管流入槍體，筒體的底部設(shè)計成凸圓錐形，與集粉斗的圓錐角相當(dāng)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是在混氣器的螺旋溝槽內(nèi)嵌入一根圈距很長的圓柱形彈簧狀的金屬絲。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是混氣器芯的外圓面為圓錐臺形，其外套亦有相同錐角并與其緊密相配。
4.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是在混氣器芯的環(huán)形溝槽內(nèi)嵌入一卷盤形彈簧狀的金屬帶。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是在混氣器的環(huán)形溝槽內(nèi)嵌入一卷盤形彈簧狀的金屬帶。
專利摘要一種多功能熱噴涂裝置，屬濺射法鍍覆領(lǐng)域，能用火焰噴涂金屬陶瓷、塑料等高、低熔點(diǎn)粉末材料，由噴槍、送粉器和控制箱等組成。噴槍的粉末噴嘴和火焰噴嘴之間增設(shè)有一圈空氣噴嘴，噴出一層空氣流，可對塑料粉末流形成保護(hù)氣罩，并有適合輕質(zhì)非流動粉末的旋風(fēng)式送粉器配套。噴槍還設(shè)有螺旋溝槽的混氣器和帶射吸式進(jìn)氣的圓柱形三擋位控制閥。本裝置主要用于金屬和非金屬材料和化工防腐設(shè)備的表面涂鍍，以改善其表面的理化性能和外觀。
文檔編號B05B1/02GK2052689SQ8921279
公開日1990年2月14日 申請日期1989年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月4日
發(fā)明者陳加印 申請人:陳加印