[发明专利]一种同轴送粉高速激光喷涂装置

权利要求书

1.一种同轴送粉高速激光喷涂装置，其特征在于：它包括支撑座，其中：支撑座包括支撑外座和支撑内座，支撑外座与支撑内座之间具有空隙而通过若干支撑筋连结；支撑内座顶部安装分光反射镜而底部安装缩扩型喷嘴，支撑外座顶部安装聚焦反射镜，呈正棱锥体结构的分光反射镜位于聚焦反射镜内，聚焦反射镜设有一圈连续、无棱的反射面，反射面为圆锥面或圆弧面，分光反射镜、聚焦反射镜、缩扩型喷嘴与支撑座同轴设置；支撑座上设有与缩扩型喷嘴的缩扩通道连通、用于输送压缩气体和粉末的气粉通道；从聚焦反射镜的上开口射入的单束准直激光直接射向分光反射镜得到若干反射光束而实现分束，反射光束射向聚焦反射镜得到汇聚光束，汇聚光束在缩扩型喷嘴出口前方聚焦，以形成与缩扩型喷嘴同轴的聚焦光斑；通过气粉通道送入的粉末在压缩气体经缩扩型喷嘴形成的加速气流的作用下加速至亚音速或超音速后，从缩扩型喷嘴出口喷射出，与聚焦光斑交汇，粉末和聚焦光斑区域内的基体表面同时被加热，以使粉末在基体表面上沉积形成涂层；支撑外座下面安装有外固定套，外固定套与缩扩型喷嘴的上部之间安装有保护镜，保护镜将分光反射镜、聚焦反射镜与缩扩型喷嘴的出口相隔离；支撑座上设有吹气通道，吹气通道从支撑外座的外壁上的吹气入口沿支撑外座延伸至支撑筋上朝下设置的至少一吹气出口；保护镜上的通孔与缩扩型喷嘴之间设有排气缝隙，以使从吹气通道进入的气体从排气缝隙流出，进而阻止保护镜外部的粉尘接触分光反射镜的反射平面和聚焦反射镜的反射面，其中，保护镜与缩扩型喷嘴之间安装有形成排气缝隙的固定部件，固定部件用于将送入其内部的气流切换方向至沿保护镜外表面径向流动，从而吹走保护镜表面积聚的粉尘。

2.如权利要求1所述的同轴送粉高速激光喷涂装置，其特征在于：

所述分光反射镜包括呈正棱锥体的反射表面结构，反射表面结构具有3个至24个反射平面；

所述聚焦反射镜包括本体，本体的顶、底部分别具有上开口、下开口，本体的内壁上设有一圈所述反射面，其中：所述聚焦反射镜的所述反射面朝向所述分光反射镜的反射平面设置，以用来接收所述分光反射镜反射出的反射光束以及反射产生在所述缩扩型喷嘴出口前方聚焦的汇聚光束。

3.如权利要求2所述的同轴送粉高速激光喷涂装置，其特征在于：

所有所述支撑筋将所述支撑外座与所述支撑内座之间的空隙分成至少2份，所述支撑筋不遮挡通过的激光光束。

4.如权利要求3所述的同轴送粉高速激光喷涂装置，其特征在于：

所述气粉通道从所述支撑外座的外壁上的气粉入口沿所述支撑外座、相应一所述支撑筋、所述支撑内座而通向所述缩扩型喷嘴的所述缩扩通道的入口。

5.如权利要求4所述的同轴送粉高速激光喷涂装置，其特征在于：

所述缩扩型喷嘴包括喷管，喷管设有所述缩扩通道，所述缩扩通道由依次连通的入口段、喉部、扩张段和直管段构成，其中：呈喇叭状的入口段的截面尺寸逐渐减小至与喉部连结，扩张段的截面尺寸逐渐增大至与直管段连结，直管段的截面尺寸保持不变，扩张段的最大截面尺寸小于入口段的最大截面尺寸。

6.如权利要求1至5中任一项所述的同轴送粉高速激光喷涂装置，其特征在于：

所述聚焦反射镜上安装有密封罩，密封罩上设有与所述聚焦反射镜的所述上开口相对的开口，密封罩上设有第一入水口、第一回水口，第一入水口、第一回水口和所述聚焦反射镜与密封罩之间形成的间隙共同形成供冷却介质循环流动的第一冷却通道。

7.如权利要求1至5中任一项所述的同轴送粉高速激光喷涂装置，其特征在于：

所述支撑外座的外壁上设有第二入水口、第二回水口，第二入水口沿所述支撑外座、相应一所述支撑筋、所述支撑内座形成入水通道而向所述支撑内座与所述分光反射镜之间的空腔通入冷却水，第二回水口沿所述支撑外座、相应另一所述支撑筋、所述支撑内座形成回水通道而使所述支撑内座与所述分光反射镜之间的空腔内的冷却水流出。