专利名称：多喷嘴喷枪的制作方法
技术领域：
本文公开的主题涉及喷涂领域，且更特别地，涉及具有多个可独立控制的喷嘴的喷枪。
背景技术：
传统上，喷涂技术通常用于给部件提供表面处理。例如，当希望涂敷涂层而不增加热量等以影响要涂覆的部件和涂层材料之间的结合时，采用冷喷涂技术。对于冷喷涂的其他应用包括构造自由形态结构。冷喷涂技术利用以高速将颗粒输送到表面上的冷喷枪。使用的颗粒速度通常取决于被喷涂的颗粒。较硬颗粒需要以较高的速度喷涂，以确保粘附，而较低的速度可能是可接受的，以便于较软颗粒的粘附。由于软颗粒和硬颗粒要求不同的速度，冷喷涂复合材料存在 着各种挑战。当前，有两种技术用来实现由硬颗粒和软颗粒形成的冷喷涂涂层。在一种技术中，通过涂敷硬颗粒或软颗粒来形成第一层。在涂敷第一层之后，再涂敷包括硬颗粒和软颗粒中的另一种颗粒的第二层。在另一种技术中，将硬颗粒和软颗粒进行混合以形成输送到表面中的复合混合物。对于该复合材料的涂敷速度选择成便于硬颗粒的粘附而不导致对软颗粒的损害。形成实现两个目标的速度常常是不可能的。
发明内容
根据示例性实施例的一方面，一种喷涂装置包括具有外表面和内部部分的主体，以及布置在该主体的内部部分中的第一喷嘴。第一喷嘴包括第一材料入口构件和第一会聚区，第一喉部区，第一发散区，以及第一出口。第一喉部区和第一出口确定第一扩散比。第二喷嘴邻近第一喷嘴布置在主体的内部部分中。第二喷嘴包括第二材料入口构件和第二会聚区，第二喉部区，第二发散区，以及第二出口。第二喉部区和第二出口确定不同于第一扩散比的第二扩散比。根据示例性实施例的另一方面，第一喷嘴包括从喉部区向发散区延伸的大体平直区。根据示例性实施例的另一方面，第一喷嘴包括从发散区向下游延伸的大体平直区。根据示例性实施例的另一方面，第一喷嘴沿第一轴线在主体的内部部分中延伸，而第二喷嘴沿第二轴线在主体的内部部分中延伸，第一轴线大体平行于第二轴线。根据示例性实施例的另一方面，第一喷嘴沿第一轴线在主体的内部部分中延伸，而第二喷嘴沿第二轴线在主体的内部部分中延伸，第一轴线相对于第二轴线成角度，使得所述第一和第二喷嘴构造成并设置成将粉末输送至所述第一和第二出口下游的单个焦点。根据示例性实施例的另一方面，第一材料入口包括布置在第一会聚区上游的第一材料出口构件。根据示例性实施例的另一方面，第一材料入口包括在第一会聚区中布置在第一喉部区上游的第一材料出口构件。根据示例性实施例的另一方面，第一材料入口包括布置在第一喉部区处的第一材料出口构件。根据示例性实施例的另一方面，第一喷嘴包括第一气体入口和第一传感器容器，而第二喷嘴包括第二气体入口和第二传感器容器。根据示例性实施例的另一方面，第一喷嘴构造并设置成在第一材料入口处接纳具有第一特性的第一冷喷涂粉末，而第二喷嘴构造并设置成在第二材料入口处接纳具有第二特性的第二冷喷涂粉末。根据示例性实施例的另一方面，第一扩散比配置并设置成确定与第一特性相关的第一涂敷速度，而第二扩散比配置并设置成确定与第二特性相关的第二冷喷涂粉末涂敷速度。
根据示例性实施例的另一方面，喷涂装置包括冷喷枪。根据示例性实施例的另一个方面，一种将复合层喷涂到衬底上的方法包括从喷枪中的第一喷嘴以第一速度排出第一材料，以及从喷枪中的第二喷嘴以不同于第一速度的第二速度排出第二材料。根据不例性实施例的另一方面,第一材料具有第一特性,而第二材料具有不同于所述第一特性的第二特性。根据不例性实施例的另一方面，从第一喷嘴排出第一材料包括使第一材料通过第一会聚区，进入第一喉部区，随后通过第一大体平直区并进入第一发散区，并从第一喷嘴的出口出来。根据不例性实施例的另一方面，从第一喷嘴排出第一材料包括使第一材料通过第一会聚区，进入第一喉部区，随后通过第一发散区并进入第一大体平直区，并从第一喷嘴的出口出来。根据示例性实施例的另一方面，从第一喷嘴排出第一材料包括使第一材料在第一喷嘴的第一会聚区上游通过。根据示例性实施例的另一方面，从第一喷嘴排出第一材料包括使第一材料直接进入第一喷嘴的第一会聚区。根据示例性实施例的另一方面，从第一喷嘴排出第一材料包括使第一材料直接进入第一喷嘴的第一喉部区。根据示例性实施例的另一方面，从第一喷嘴排出第一材料包括使第一材料直接进入第一喷嘴的发散区。根据示例性实施例的另一方面，第一材料从第一喷嘴沿第一轴线排出，而第二材料从第二喷嘴沿大体平行于第一轴线的第二轴线排出。根据示例性实施例的另一方面，第一材料从第一喷嘴沿第一轴线排出，而第二材料从第二喷嘴沿相对于第一轴线成角度的第二轴线排出，使得第一和第二材料被排向公共的焦点。根据示例性实施例的另一方面，该方法还包括从喷枪中的第三喷嘴以不同于第一和第二速度的其中一个的第三速度排出第三材料；以及从喷枪中的第四喷嘴以第四速度排出第四材料；第四速度不同于第一、第二和第三速度的其中一个。
根据示例性实施例的另一方面，从第一喷嘴排出第一材料包括从第一喷嘴排出第一冷喷涂粉末；而排出第二材料包括从第二喷嘴排出第二冷喷涂粉末。根据示例性实施例的另一方面，排放第一冷喷涂粉末包括排放具有第一特性的第一冷喷涂粉末，第一速度与第一特性相关联，而排放第二冷喷涂粉末包括排放具有第二特性的第二冷喷涂粉末，第二速度与第二特性相关联。从与附图联合做出的以下描述，这些以及其他优点和特征将变得更加明显。
被认为是本发明的主题在说明书所附的权利要求书中被特别指出并明确要求保护。本发明的前述和其他特征以及优点从联合附图所做的以下详细说明是明显的，其中
图I是包括根据一个示例性实施例的多喷嘴冷喷枪的喷涂装置的透视图；
图2是根据该示例性实施例的一个方面图I的多喷嘴冷喷枪的头部部分的部分透视
图3是图I的多喷嘴冷喷枪的一个喷嘴的横截面视 图4是图I的多喷嘴冷喷枪的另一个喷嘴的横截面视 图5是根据该不例性实施例的另一个方面图I的多喷嘴冷喷枪的喷嘴的横截面视图； 图6是根据该示例性实施例的又另一个方面图I的多喷嘴冷喷枪的喷嘴的横截面视
图7是根据该示例性实施例的再另一个方面图I的多喷嘴冷喷枪的喷嘴的横截面视
图8是根据该示例性实施例的再又另一个方面图I的多喷嘴冷喷枪的喷嘴的横截面视
图9是根据该示例性实施例的另一个方面图I的多喷嘴冷喷枪的头部部分的部分透视
图10是根据该示例性实施例的又另一个方面图I的多喷嘴冷喷枪的头部部分的部分透视图。详细描述以示例的方式通过参考附图解释了本发明的实施例，以及优点和特征。部件列表 2喷涂装置
8多喷嘴冷喷枪 10头部部分(8)
11出口(10)
12气体加热器 13粉末料斗 14气体控制模块 15软管
16气体供应软管 17粉末供应软管 23 主体25内部部分
30喷嘴
31喷嘴
32喷嘴
33喷嘴
34喷嘴36轴线37轴线 38轴线39轴线40轴线
47喷嘴主体51 入口区53会聚区55喉部区57发散区62 生产气体入口64传感器容器67粉末入口69入口构件71 出口构件74粉末出口77气体出口86喷嘴主体88 入口区90会聚区92喉部区94发散区95 出口
97 生产气体入口99传感器容器101粉末入口104入口构件106 出口构件108 粉末出口110 气体出口 120 喷嘴124喷嘴主体126 入口区128会聚区130喉部区132平直区134发散区
135出口
137生产气体入口139传感器容器141粉末入口143入口构件
145出口构件147粉末出口
149气体出口
160喷嘴162喷嘴主体
165入口区167会聚区169喉部区171发散区173平直区
175出口
177生产气体入口179传感器容器181粉末入口183入口构件
185出口构件187粉末出口
189气体出口
200喷嘴202喷嘴主体
205入口区207会聚区210喉部区213发散区
214出口
216生产气体入口219传感器容器221粉末入口223入口构件
225出口构件226粉末出口
228气体出口
232喷嘴234喷嘴主体
236入口区238会聚区240喉部区242发散区
243出口
245生产气体入口 246传感器容器248粉末入口249入口构件
250出口构件
252粉末出口
254气体出口260头部部分
264主体265内部部分
267出口
270喷嘴
271喷嘴
272喷嘴
273喷嘴
274喷嘴280轴线281轴线282轴线283轴线284轴线300头部部分304主体306内部部分307出口
310微喷嘴311微喷嘴312微喷嘴313微喷嘴314微喷嘴315微喷嘴 316微喷嘴 317微喷嘴 318微喷嘴 319微喷嘴 320微喷嘴 321微喷嘴 322微喷嘴。
具体实施例方式首先参考图1，总体以2示出了喷涂装置。在所示的示例性实施例中，喷涂装置包括用于喷涂冷喷涂粉的冷喷涂装置。然而，应该理解的是喷涂装置2可用来排出各种材料。喷涂装置2包括安装在机器人臂9上的多喷嘴冷喷枪8。当然，多喷嘴冷喷枪8也可手持或者由各种其他装置操纵。多喷嘴冷喷枪8包括头部部分10，头部部分10具有出口 11并且可操作地连接到包括粉末料斗13的气体加热器12上。当然应该理解的是粉末料斗13可 为与气体加热器12分离的单元。气体加热器12通过软管15从气体控制模块14接收气体供应。来自气体控制模块14的气体供应的一部分被转向至粉末料斗13以用作用于粉末的载体。气体和粉末然后通过生产气体供应软管16和粉末供应软管17被引向多喷嘴冷喷枪
8。生产气体供应软管16将气体向多喷嘴冷喷枪8输送，而粉末供应软管17从粉末料斗13输送粉末。气体和粉末从多喷嘴冷喷枪8传到部件(未示出)上以形成涂层。如以下将会变得更加完全明显的那样，粉末料斗13可将多种不同的粉末类型供应至多喷嘴冷喷枪8以便输送到部件上。因而，粉末供应软管17可包括多个内部通路(未示出)，可包括多个粉末供应软管(也未示出)，或者联接到多个不同软管上的多个粉末料斗(未示出)。如图2中最佳所示，头部部分10包括具有内部部分25的主体23，内部部分25内布置了沿相应的平行轴线36 - 40布置的多个独立供给的喷嘴30 - 34。喷嘴30 — 34使气体和粉末加速以输送到衬底(未示出)上。气体以典型地在800 m/s到1500 m/s之间范围内的速度将粉末推到衬底上。高速输送导致粉末粘附到部件上并形成涂层。当然应该理解的是输送速度可变化至低于800 m/s和高于1500 m/s的水平，取决于期望的粘附特性和粉末类型。还应该理解的是对于各喷嘴30 - 34粉末排放速度可以变化。由于各喷嘴30 -34大体相似，详细描述将按照图3和4以喷嘴32和33包括对应结构的理解来描述喷嘴30和31。然而应该理解的是各喷嘴30 - 34均可具有取决于诸如生产气体类型、粉末类型等的各种参数的不同几何形状。根据一个示例性实施例，喷嘴30包括具有入口区51、会聚区53、喉部区55和具有出口 58的发散区57的喷嘴主体47。入口区51包括生产气体入口 62、传感器容器64和粉末入口 67。生产气体入口 62构造成接纳来自生产气体供应软管16的生产气体。传感器容器64支撑配置成监视生产气体的参数的温度和/或压力传感器。粉末入口 67包括构造成接纳通过粉末供应软管17的粉末的入口构件69，以及将气体和粉末向出口 58输送的出口构件71。在所示的示例性实施例中，出口构件71布置在会聚区53上游，并包括粉末出口74和多个气体出口，其中一个气体出口以77标示。当然，也可采用单个出口。生产气体用作载体，其将粉末输送到衬底上，且喷嘴30的特定几何形状产生生产气体和粉末的期望加速。更具体而言，喉部区55和出口 58确定对于喷嘴30的特定扩散比，该扩散比可进行调整以确定与特定的材料特性相关并基于对于期望涂敷而言期望的气体或粉末排放速度的涂敷速度。扩散比限定为出口 58和喉部区55的横截面面积之间的比值，如以下等式所述
权利要求
1.一种喷涂装置(2)，包括 具有外表面和内部部分(25)的主体(23)； 布置在所述主体(23)的所述内部部分(25)中的第一喷嘴(30)，所述第一喷嘴(30)包括第一材料入口，第一会聚区(53),第一喉部区(55),第一发散区(57),以及第一出口(11)，所述第一喉部区(55)和第一出口(11)确定第一扩散比；以及 邻近所述第一喷嘴(30)布置在所述主体(23)的所述内部部分(25)中的第二喷嘴(31)，所述第二喷嘴(31)包括第二材料入口，第二会聚区(90)，第二喉部区(92)，第二发散区(94)，以及第二出口(95)，所述第二喉部区(92)和所述第二出口(95)确定不同于所述第一扩散比的第二扩散比。
2.根据权利要求I所述的喷涂装置(2)，其特征在于，所述第一喷嘴(30)包括从所述喉部区(55)向所述发散区(57)延伸的大体平直区。
3.根据权利要求I所述的喷涂装置，其特征在于，所述第一喷嘴(30)包括从所述发散区(57)向下游延伸的大体平直区。
4.根据权利要求I所述的喷涂装置(2)，其特征在于，所述第一喷嘴(30)沿第一轴线在所述主体(23)的所述内部部分(25)中延伸，而所述第二喷嘴(31)沿第二轴线在所述主体(264)的所述内部部分(265)中延伸，所述第一轴线(36)大体平行于所述第二轴线(37)。
5.根据权利要求I所述的喷涂装置(2)，其特征在于，所述第一喷嘴(30)沿第一轴线在所述主体(23)的所述内部部分(25)中延伸，而所述第二喷嘴(31)沿第二轴线在所述主体(264)的所述内部部分(265)中延伸，所述第一轴线相对于所述第二轴线成角度，使得所述第一和第二喷嘴(31)构造成并设置成将粉末输送至所述第一和第二出口(95)下游的单个焦点。
6.根据权利要求I所述的喷涂装置(2)，其特征在于，所述第一材料入口包括布置在所述第一会聚区(53)上游的第一材料出口构件(71)。
7.根据权利要求I所述的喷涂装置(2)，其特征在于，所述第一喷嘴(30)构造并设置成在所述第一材料入口处接纳具有第一特性的第一冷喷涂粉末，而所述第二喷嘴(31)构造并设置成在所述第二材料入口处接纳具有第二特性的第二冷喷涂粉末。
8.根据权利要求7所述的喷涂装置(2)，其特征在于，所述第一扩散比配置并设置成确定与所述第一特性相关的第一涂敷速度，而所述第二扩散比配置并设置成确定与所述第二特性相关的第二冷喷涂粉末涂敷速度。
9.根据权利要求7所述的喷涂装置(2)，其特征在于，所述喷涂装置(2)包括冷喷枪。
全文摘要
本发明涉及多喷嘴喷枪，具体而言，一种喷涂装置(2)包括具有外表面和内部部分(25)的主体(23)，且第一喷嘴(30)布置在主体(23)的内部部分(25)中。第一喷嘴(30)包括第一材料入口，第一会聚区(53)，第一喉部区(55)，第一发散区(57)，以及第一出口(10)。第一喉部区(55)和第一出口(10)确定第一扩散比。第二喷嘴(31)邻近第一喷嘴(30)布置在主体(264)的内部部分(265)中。第二喷嘴(31)包括第二材料入口，第二会聚区(90)，第二喉部区(92)，第二发散区(94)，以及第二出口(95)。第二喉部区(92)和第二出口(95)确定不同于第一扩散比的第二扩散比。
文档编号B05B7/14GK102896054SQ20121025906
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月25日 优先权日2011年7月26日
发明者E.卡拉, V.文卡塔查拉帕蒂 申请人:通用电气公司