[发明专利]一种超音速喷砂枪

权利要求书

1.一种超音速喷砂枪，包括进砂装置；其特征在于，还包括连通进砂装置出砂管的扩张管、连通扩张管的拉瓦尔管、连通拉瓦尔管的加速管；所述扩张管包括与出砂孔连接的逐渐扩张的过渡管及自过渡管向前延伸的主管体，所述主管体的直径大于出砂孔、拉瓦尔管及加速管的直径；所述拉瓦尔管的收缩段连接扩张管，拉瓦尔管的扩张段连接加速管，所述加速管的内径是逐渐扩张的。

2.根据权利要求1所述的超音速喷砂枪，其特征在于：所述进砂装置包括进气管、垂直进气管向上延伸的入砂管、同样垂直进气管向上延伸的分压管，所述入砂管中设有第一电磁阀，所述分压管与入砂管连通且连通处位于第一电磁阀上方；所述分压管上设有第二电磁阀；所述入砂管的上部设有阀体，所述阀体位于上述分压管与入砂管的连通处的上方。

3.根据权利要求1或2所述的超音速喷砂枪，其特征在于，所述拉瓦尔管的收缩段采用的曲面设计方法具体为：

收缩形面的设计采用双三次曲线的方法，双三次曲线用下式表示：

式中：x_m为两曲线前后连接点；D_i为轴向距离为x处的截面直径，一般取x_m/L＝0.52，并适当加长使其留有一定的安全余量；D为收缩段入口直径；D_t为喉部的直径；L为收缩段长度。

4.根据权利要求1或2所述的超音速喷砂枪，其特征在于，所述拉瓦尔管的收缩段与扩张段之间形成喉部；该喉部采用Sauer的一次近似解方法设计，具体为：

喉部曲率计算方法如下：

式中：δ＝1，对应轴对称流动；L＝ρ_t+r_t；r_t为喉部半径；α为待定常数；γ为气体比热容比；

α是未知的，而喉部上游型面的曲率半径是已知的，由上可以得到用ρ_t表示α的方程为：

通过采用这种方法能将喷管喉部区的速度分布式、声速线方程和起始线方程都用喉部几何参数r_t和ρ_t进行表示。

5.根据权利要求3所述的超音速喷砂枪，其特征在于，拉瓦尔管的扩张段采用Foelsch解析设计方法。

6.根据权利要求1或2所述的超音速喷砂枪，其特征在于：所述拉瓦尔管的内壁、扩张管的内壁、加速管的内壁均涂覆有陶瓷耐磨涂层材料。

7.根据权利要求2所述的超音速喷枪的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、关闭第一电磁阀及第二电磁阀，打开阀体并将砂粒自阀体放置入入砂管中；砂粒掉入第一电磁阀上后，关闭阀体；

(2)、打开第二电磁阀，且进气管开始进气，

(3)、加速管出口处气流稳定后，打开第一电磁阀，砂粒通过第一电磁阀进入进气管并被送入扩张管。