[发明专利]超音速火焰喷涂喷嘴及其使用方法

说明书

本发明涉及火焰喷涂技术领域，公开了超音速火焰喷涂喷嘴及其使用方法，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体内的一侧设有喷束管，所述喷束管的进料端连通燃烧室，所述燃烧室的进料端设置有燃气催化板，所述燃气催化板的一侧设有气体混合室，所述气体混合室的一侧分别设置有粉末进口与燃料进口，所述粉末进口上侧与燃料进口下侧的喷嘴本体上均设置有空气流入口。本发明使较低的气体速度能保证粉末颗粒有充足的加热时间，粉末颗粒在经过燃气催化板优化的拉瓦尔喷嘴中完成加速过程，这样一来就使得粉末颗粒速度可以达到850—1300m/s以上，能提供范围更广、更稳定的喷涂工艺参数。

技术领域

本发明涉及火焰喷涂技术领域，尤其涉及超音速火焰喷涂喷嘴及其使用方法。

背景技术

超音速火焰喷涂是：将氧与燃料以高速、高压喷入燃烧室,燃烧后产生2727℃的高温和7倍音速以上的高速膨胀气流，燃烧压力可达820千帕,将喷涂粉末送入这种气流中,粉末颗粒被加热并被加速喷射到基体上,得到高质量的涂层。由于其优良的性能、技术的改进及可喷涂材料的拓宽,超音速火焰喷涂得到了越来越广的应用。

虽然超音速火焰喷涂具有许多的优点,但也存在不足之处，超音速火焰喷涂系统中涉及的变量较多，控制系统复杂，且一旦控制系统出现控制故障不仅可能损坏喷涂设备本身，更有可能导致被喷涂工件出现质量问题，而且现有的超音速火焰喷涂装置中，由于燃烧室较短，无法保证粉末颗粒有充足的加热时间，导致最终的燃烧不充分，以至于从喷嘴所喷出的速度较小，这样会导致后续在工件上的喷涂层出现剥落，从而影响到工件在后期时的加工质量。

发明内容

本发明的目的在于提供超音速火焰喷涂喷嘴及其使用方法，空气-燃料混合气体的燃烧温度相对较低，使得喷涂粉末颗粒能沿狭长的燃烧室轴向注入，较低的气体速度能保证粉末颗粒有充足的加热时间，粉末颗粒在经过燃气催化板优化的拉瓦尔喷嘴中完成加速达到850—1300m/s以上的优点，解决了现有的超音速火焰喷涂装置中，由于燃烧室较短，无法保证粉末颗粒有充足的加热时间，导致最终的燃烧不充分，以至于从喷嘴所喷出的速度较小，这样会导致后续在工件上的喷涂层出现剥落，从而影响到工件在后期时的加工质量的问题。

根据本发明实施例的超音速火焰喷涂喷嘴，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体内的一侧设有喷束管，所述喷束管的进料端连通燃烧室，所述燃烧室的进料端设置有燃气催化板，所述燃气催化板的一侧设有气体混合室，所述气体混合室的一侧分别设置有粉末进口与燃料进口，所述粉末进口上侧与燃料进口下侧的喷嘴本体上均设置有空气流入口。

进一步地，所述空气流入口与空气进口相连通，且所述空气进口设置在喷嘴本体的下侧。

进一步地，所述空气进口进入的空气被分割成上导气管与下导气管，所述下导气管的一个出口端连通位于燃料进口下侧的空气流入口。

进一步地，所述上导气管沿喷嘴本体盘绕至上部，且一个出口端连通位于粉末进口上侧的空气流入口。

进一步地，所述上导气管与下导气管的另一个出口端均沿喷嘴本体内壁延伸至喷束管内部。

进一步地，所述粉末进口的出气端与喷束管的出气端设置于同一水平线上。

进一步地，所述燃烧室的直径远大于气体混合室。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1、空气-燃料混合气体的燃烧温度相对较低，使得喷涂粉末颗粒能沿狭长的燃烧室轴向注入，在燃烧室内，较低的气体速度能保证粉末颗粒有充足的加热时间，粉末颗粒在经过燃气催化板优化的拉瓦尔喷嘴中完成加速过程，这样一来就使得粉末颗粒速度可以达到850—1300m/s以上，能提供范围更广、更稳定的喷涂工艺参数；