CN201411486Y - 一种等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流的保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流的保护装置，由装置本体构成，所述装置本体包括保护管，所述保护管由依次设置为收缩部、喉管部和扩张部一体结构构成，所述保护管外围设置有气体入口，所述保护管与外套管之间设置有水冷空腔，所述外套管外围设置有进水口和出水口。保护管的一端与喷枪相连接。由于保护管为一先收缩后扩张的具有特殊形状的管，可以机械隔绝大气以防止大气卷入等离子弧中，其次，通过保护气入口可以向保护管内充入惰性气体或其他气体，气流中可含粉末或液体粒子，可降低或提高等离子弧的温度、调节喷涂气氛的氧化性与还原性并进一步防止大气中的氧气卷入至等离子弧中。
Description
技术领域
本实用新型涉及热喷涂领域，特别涉及一种等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流保护装置。
背景技术
热喷涂是将材料(粉末、线材等)经过加热加速形成具有一定温度、速度的粒子流，高速撞击到基体表面经过扁平化急速冷却凝固后在基体表面上沉积形成表面层的一种表面涂层技术。热喷涂技术由于具有生产效率高、喷涂材料范围广、工艺简便、涂层应用范围广等优点受到人们的广泛重视。热喷涂技术中的等离子喷涂技术在60年代获得应用，实现了难熔金属材料(如W、Mo)和氧化物陶瓷材料(如Al2O3、TiO2、ZrO2)的喷涂，并提高了涂层的致密度和结合强度。随后，以高能、高速、高效为目标的高能等离子喷涂设备(中国专利：CN101168830、CN1688735、CN1775994、CN201172684)、低压等离子喷涂设备(中国专利：CN101126144)和大功率液稳等离子喷涂设备研制成功，使涂层的质量和喷涂效率得到了进一步的提高。其中低压等离子喷涂设备在密闭的真空室内进行喷涂，通过控制真空室的真空度、充入惰性气体或充入活性气体，具有如下三个主要的优点：第一是控制等离子弧的温度分布、等离子弧的长度；第二是控制喷涂气氛的氧化性和还原性；第三是防止大气中的氧气卷入至等离子弧中。因此采用低压等离子喷涂所制备的涂层的致密度、结合强度和纯度均进一步得到了提高。然而由于增加了真空室并受真空室空间大小的限制，大大提高了设备的运行成本，同时限制喷涂工件的尺寸，阻碍了低压等离子喷涂系统的广泛应用，目前仅在要求特别高的场合如热障涂层领域得到了一定的应用。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流保护装置，解决等离子弧的温度分布、等离子弧的长度以及喷涂气氛的氧化性和还原性不好控制，大气中的氧气容易卷入至等离子弧中的技术问题。
本实用新型是通过下述技术方案予以实现的：一种等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流的保护装置，由装置本体构成，所述装置本体包括保护管，所述保护管由依次设置为收缩部、喉管部和扩张部一体结构构成，所述保护管外围设置有气体入口，所述保护管与外套管之间设置有水冷空腔，所述外套管外围设置有进水口和出水口。所述收缩部端口的直径A为10-100毫米，喉管部的直径B为3-60毫米，扩张部端口的直径C为10-150毫米。
一种等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流的保护装置，由装置本体构成，所述装置本体包括保护管，所述保护管为截面积逐渐减小的收缩状，所述保护管外围设置有气体入口，所述保护管与外套管之间设置有水冷空腔，所述外套管外围设置有进水口和出水口。所述保护管入口端的直径A为10-100毫米，出口端的直径B为3-60毫米。
一种等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流的保护装置，由装置本体构成，所述装置本体包括保护管，所述保护管为截面积逐渐增大的喇叭状，所述保护管外围设置有气体入口，所述保护管与外套管之间设置有水冷空腔，所述外套管外围设置有进水和出水口。所述保护管入口端的直径B为3-60毫米，出口端的直径C为10-150毫米。
一种含有权利要求1所述等离子弧与粉末粒子流保护装置的喷抢，包括喷枪出口，所述喷枪出口连接有一保护装置，所述保护装置包括保护管，所述保护管由依次设置为收缩部、喉管部和扩张部一体结构构成，所述保护管外围设置有气体入口，所述保护管与外套管之间设置有水冷空腔，所述外套管外围设置有进水口和出水口。所述收缩部端口的直径A为10-100毫米，喉管部的直径B为3-60毫米，扩张部端口的直径C为10-150毫米。
本实用新型的有益效果为：由于保护管为一具有特殊形状的先收缩后扩张的保护管，可以机械隔绝大气以防止大气卷入等离子弧中，其次，通过气体入口可以向保护管内充入惰性气体或其他保护气体，气流中可含粉末或液体粒子，可降低或提高等离子弧的温度、调节喷涂气氛的氧化性与还原性并进一步防止大气中的氧气卷入至等离子弧中。保护管外围设有外套管和保护管形成水冷空腔，通入冷水以便带走从等离子弧热源传递到保护管的热量。
附图说明
图1为本实用新型保护装置的剖视图。
图2为外加本实用新型保护装置的等离子喷枪示意图。
图3为管子为直通管的保护装置的剖视图。
图4为管子为收缩状的保护装置的剖视图。
图5为管子为喇叭状的保护装置的剖视图。
图中，1、收缩部；2、喉管部；3、扩张部；4、气体入口；5、冷却水进口；6、冷却水出口；7、等离子喷枪；8、保护管；9、外套管。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图1和图2，本实用新型的保护装置安装在等离子喷枪7出口处，保护管8的一端与喷枪出口相连接，可以是螺纹连接或其他连接方式，保护管8为一先收缩后扩张的特殊形状的管，长度为30-250毫米，包括收缩部1、喉管部2和扩张部3，其中收缩部1入口的直径A为10-100毫米，喉管部2的直径B为3-60毫米，扩张部3出口的直径C为10-150毫米。保护管8外围设置有保护气入口4，充入所需要的各种气体，可以是氩气等惰性气体或其他气体，气流中可含粉末或液体粒子。通过通入保护气可降低或提高等离子弧的温度、调节喷涂气氛的氧化性与还原性并进一步防止大气中的氧气卷入至等离子弧中。所述保护管8的外围设置有外套管9，与保护管8之间形成一空腔，所述外套管9上设置有冷却水进口5、冷却水出口6，冷却水通过进出口5、6流经水冷空腔中，带走从等离子弧热源传递到保护管8的热量。
如图3所示为本实用新型另一种实施方式的示意图，其中保护管8为直通管，保护管内壁直径相等，管子的内径A为10-100毫米
如图4所示为本实用新型又一种实施方式的示意图，其中保护管8为截面积逐渐减小的收缩状，不含保护管的喉管部2和扩张部3。保护管8入口端的直径A为10-100毫米，出口端的直径B为3-60毫米。
如图5所示为本实用新型又一种实施方式的示意图，其中保护管8为截面积逐渐增大的喇叭状，不含保护管的喉管部2和收缩部1。保护管8入口端的直径B为3-60毫米，出口端的直径C为10-150毫米。
该保护装置除可应用于等离子喷涂技术外，还可应用于其他热喷涂技术如超音速火焰喷涂、火焰喷涂、电弧喷涂和冷喷涂等，保护装置可以连接其他类型的喷涂设备，起到保护喷涂束流的作用。
本实用新型并不局限于实施例中所描述的设计结构，它的描述是说明性的，并非限制性的，本实用新型的权限由权利要求所限定，基于本技术领域人员依据本发明所能够变化、重组等方法得到的与本实用新型相关的技术，都在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流的保护装置，由装置本体构成，其特征在于，所述装置本体包括保护管(8)，所述保护管(8)由依次设置为收缩部(1)、喉管部(2)和扩张部(3)一体结构构成，所述保护管(8)外围设置有气体入口(4)，所述保护管(8)与外套管(9)之间设置有水冷空腔，所述外套管(9)外围设置有进水口(5)和出水口(6)。
2.根据权利要求1所述的等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流的保护装置，其特征在于，所述收缩部(1)端口的直径A为10-100毫米，喉管部(2)的直径B为3-60毫米，扩张部(3)端口的直径C为10-150毫米。
3.一种等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流的保护装置，由装置本体构成，其特征在于，所述装置本体包括保护管(8)，所述保护管(8)为截面积逐渐减小的收缩状，所述保护管(8)外围设置有气体入口(4)，所述保护管(8)与外套管(9)之间设置有水冷空腔，所述外套管(9)外围设置有进水口(5)和出水口(6)。
4.根据权利要求3所述的等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流的保护装置，其特征在于，所述保护管(8)入口端的直径A为10-100毫米，出口端的直径B为3-60毫米。
5.一种等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流的保护装置，由装置本体构成，其特征在于，所述装置本体包括保护管(8)，所述保护管(8)为截面积逐渐增大的喇叭状，所述保护管(8)外围设置有气体入口(4)，所述保护管(8)与外套管(9)之间设置有水冷空腔，所述外套管(9)外围设置有进水口(5)和出水口(6)。
6.根据权利要求5所述的等离子喷枪用等离子弧与粉末粒子流的保护装置，其特征在于，所述保护管(8)入口端的直径B为3-60毫米，出口端的直径C为10-150毫米。
7.一种含有权利要求1所述等离子弧与粉末粒子流保护装置的喷抢，包括喷枪出口，其特征在于，所述喷枪出口连接有一保护装置，所述保护装置包括保护管(8)，所述保护管(8)由依次设置为收缩部(1)、喉管部(2)和扩张部(3)一体结构构成，所述保护管(8)外围设置有气体入口(4)，所述保护管(8)与外套管(9)之间设置有水冷空腔，所述外套管(9)外围设置有进水口(5)和出水口(6)。
8.根据权利要求7所述的含有等离子弧与粉末粒子流保护装置的喷抢，其特征在于，所述收缩部(1)端口的直径A为10-100毫米，喉管部(2)的直径B为3-60毫米，扩张部(3)端口的直径C为10-150毫米。
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